KD 3.5 HUKUM DASAR KIMIA dalam perhitungan kimia

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

Pembelajaran-5
Alokasi waktu 2X3 JP

A. Kompetensi Dasar
3.5. Menerapkan (rekom:menelaah/menganalisis) hukum-hukum dasar kimia dalam
perhitungan Kimia -C4
4.5. Menggunakan (menalarkan) hukum-hukum dasar kimia dalam perhitungan kimia -
K4

B. IPK
3.5.1. Menentukan reaksi pembatas – C3
3.5.2. Menalarkan hukum-hukum dasar kimia – C4.
3.5.3. Mengaitkan konsep mol untuk perhitungan kimia kimia – C4
4.5.1. Memecahkan (menalarkan) permasalahan perhitungan kimia berdasarkan konsep
mol dan hukum-hukum dasar kimia – k4 (keterampilan abstrak)
4.5.2. mempraktikan pembuktian hukum lavoisier (hukum kekekalan masa) – P3
(keterampilan konkrit)

C. Tujuan Pembelajaran
3.5.1.1. Melalui diskusi telaah persamaan reaksi siswa secara mandiri dapat menentukan
reaksi pembatas dengan benar -C-3
3.5.1.2. Melalui diskusi telaah persamaan reaksi siswa dengan penuh percaya diri dapat
menganalisis gram masing-masing komponen reaksi secara benar –C4
3.5.2.1. Melalui pengamatan slide siswa secara kolaboratif dapat menalarkan hukum-
hukum dasar kimia dengan benar-C4
3.5.3.1. Melalui telaah hubungan konsep mol dan hukum-hukum dasar kimia siswa dapat
mengaitkan konsep mol dalam perhitungan kimia dengan benar -C4
4.5.1.1. Melalui penyajian data percobaan siswa secara kolaboratif dapat menalarkan
permasalahan perhitungan kimia berdasarkan konsep mol dan hukum-hukum dasar
kimia dengan benar -K4 (keterampilan abstrak)
4.5.2.1. Melalui kegiatan laborat siswa secara bertanggung jawab dapat menunjukkan
masa zat sebelum reaksi = masa zat sesudah reaksi dengan tepat - P3
(keterampilan konkrit)

D. Materi Pembelajaran
Konsep syarat: persamaan reaksi, konsep mol, peranan koefisien.

1. Hukum-Hukum Dasar Kimia
1.1. Hukum Kekekalan Massa (Lavoisier)

Pada pertangahan abad 18, para ahli kimia berpendapat bahwa sebagian massa zat dapat
menghilang dalam suatu reaksi, pada pembakaran kayu terbukti dihasilkan abu yang lebih
ringan, disimpulkan bahwa sesuatu yang hilang itu Flogiston yang dianggap sbagai
komponen dari materi. Namun pada pembakaran logam diperoleh fakta massanya justru
bertambah, sehingga disebut materi tersebut mengandung flogiston negatif.

Teori flogiston tidak berlaku lagi dengan temuan Lavoisierpada tahun 1789 (Perancis).
Hasil eksperimen menyatakan bahwa pembakaran adalah reaksi antara suatu zat dengan
oksigen, juga diterangkan bahwa jika dilakukan pada tempat tertutup, massa zat sebelum
reaksi = sesudah reaksi (HK. kekekalan massa)

71

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

A +B C + D, di mana gram A + B = gram C + D

1.2. HK. Proust/Perbandingan Tetap
Pada 1799 Proust (Perancis) mengemukakan teori bahwa perbandingan berat unsur-

unsur yang menyusun molekul senyawa selalu tetap. Misal, molekul air (H20) tersususn
dari atom hidrogen dan oksigen dengan perbandingan berat:

H : O = 1 : 8 » Hidrogen + Oksigen  air
1 gram 8 gram
2 gram 16 gram 9 gram
5 gram 40 gram
3 gram 30 gram 18 gram
………
………

Catatan : Ingat dalam reaksi kimia berlaku hukum

LAVOISIER

Jika Rumus molekul senyawa dinyatakan dengan AxBy, maka:

Contoh : a) Dalam H2O = berat H : berat 0

= (2 x l) : (1 x 16)

= 2 : 16

=1 : 8

b) Dalam C6H12O6 = berat C : H : O = ……. : ……. : ……..
c) Dalam FeS = berat Fe : S = ……… : ………

Akibat hukum Proust: Jika berat salah satu unsur pembentuk senyawa diketahui, maka

berat unsur lain dapat ditentukan, dan berat senyawapun dapat diketahui.

Penjabaran hukum PROUST: untuk penentuan kadar :

a. Berat unsur dalam senyawa = X berat senyawa

b. % unsur dalam senyawa = X 100%

Contoh
Hitung % unsur dalam senyawa Ca, C dan O dalam senyawa batu kapur (Ar Ca = 40,C =
12,O = 16)

Penvelesaian : % Ca = 40/100 x 100% = 40 %
% C = 12/100 x 100% = 12 %
% O = 48/100 x 100% = 48%

1.3. HK. Dalton (Kelipatan Berganda)

Misal : Unsur O dan H dapat membentuk 2 senyawa, H2O dan H2O2

Perbandingan pada senyawa (1) H : O =1:8

Perbandingan pada senyawa (2) H : O = 1 : 16

Untuk unsur oksigen, OI : OII = 8 : 16

= 1:2

72

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

Kesimpulan : jika dua unsur dapat membentuk lebih dari semacam
senyawa, maka salah satu unsurnya berbandinga sebagai bilangat bulat
dan mudah.

1.3.1. Peranan Koefisien
Misal persamaan reaksi : N2 + 3 H2  2 NH3

Maka:
1. molekul N2 + 3 molekul H2  2 molekul NH3
1 lusin N2 + 3 lusin H2  2 lusin N3
1 mol N2 + mol H2  2 mol NH3

Kesimpulan : Koefisien menyatakan perbandingan mol, sehingga bila salah satu mola zat

diket, mola yang lain dapat ditentukan dengan mambandingkan hanya koefisiennya

Koefisien zat A

Mol zat A = X mol zat B

Koefisien B

Contoh : Reaksi N2 + 3 H2  2NH3

Jika N2 tersedia sejumlah 10 mol, tentukan mol NH3 terbentuk dan mol H2

yang harus direaksikan

Jawab : mol H2 yang diperlukan = 3/1 x 10 mol

= 30 mol

mol NH3 yang dihasilkan = 2/1 x 10 mol

= 20 mol

1.4. HK. Penyatuan Volume/Gay Lussac
Pada tahun 1808 Joseph Gaylussac (Perancis) melakukan eksperimen terhadap

sejumlah gas sebagai berikut:
a. Satu bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas klor
menghasilkan 2 bagian volume gas hidrogen klorida.
b. Dua bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas
oksigen menghasilkan dua bagian volume uap air.
c. Tiga bagian volume gas hidrogen bereaksi dengan satu bagian volume gas
netrogen yang menghasilkan 2 bagian volume gas amoniak

73

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

Persamaan reaksinya dapat ditulis sebagai berikut:

a. H2 (g ) + C12 (g)  2 HC1 (g)
b. 2H2 (g) + 02 (g)
c. 3H2(g) + N2 (g)  2 H2O
 2 NH3

Temyata perubahan gas sesuai dengan koefisien reaksi masing-masinggas, dikenal

dengan Hukum penyatuan volume.

Kesimpulan : Jika salah satu gas diketahui volumenya maka volume gas lain dan

persamaan reaksi dapat ditentukan dengan membandingkan koefisien, sehingga

pada reaksi gas, koefisien berfungsi ganda:

a) menyatakan perbandingan mol,

b) menyatakan perbandingan volume,

Contoh : 3H2O (g) + N2 (g)  2NH3 (g)

3 liter 1 liter 2 liter
6 liter ……………. …….………

………………. 3 liter …………….

1.5. HK. Avogadro
Berdasar penemuan dari Gay Lussac, pada 1811 Avogadro (Italia ) merumuskan Hukum
Avogadr. Oleh karena perbandingan volume gas-gas sama dengan perbandingan mol maka
disimpulkan bahwa:

Gas-gas bervolume sama akan mempunyai jumlah mol yang sama

Catatan: berlakuGabsil-agapsenbgeurkvuorlaunmdeilaskaumkaanapkaadnamsuehmu pdaunnyteakiajnuamnlyaahnmg soalmyaa.ng sama.
(mengapa?)

Dari hukum penyatuan volume dan hukum Avogadro, diperoleh hubungan:
1. Untuk gas-gas bervolume sama:

Mol gas 1 = mol gas 2

=

2. Untuk gas-gas bervolume tidak
sama

=

1.6. Volume Gas Pada Keadaan Standart (VGSTP)
Perjanjian, keadaan standar di tetapkan pada suhu 0°C dan tekanan 1 atm.

Persamaan umum gas (fisika), PV = nRT (HK Boyle).
Maka volume 1 mol gas pada STP adalah:

PV = n RT
1 .V = 1.0,082 . 273
V = 22,4 liter

Sehingga pada keadaan STP berlaku:
Liter = mol x 22,4 liter

74

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

Atau: mol =

Catatan: Pada keadaan STP, 1 mol gas apa saja mempunyai volume = 22,4 liter. Lakukan
eksplorasi melalui kegiatan literasi guna mencari informasi mengenai volume gas pada
keadaan RTP.

Contoh Soal:

Reaksi : 2 C (s) + O2 (g) 2 CO(g)

Untuk setiap 12 gram karbon akan menghasilkan gas CO (0°C, 1 atm) sejumlah …..

Penyelesaian: mol C = 12/12 = 1 mol

Mol CO terbentuk = 2 /2 x 1 = 1 mol

Volume CO = 1 x 22,4 = 22,4 liter

E. Kegiatan Pembelajaran

1. Materi Diskusi-1
a. Bagaimana menentukan reaksi pembatas?
b. Bagaimana hubungan konsep mol dan hukum-hukum kimia?
c. Bagaimana penerapan hukum-hukum dasar kimia dalam memecahkan permasalahan
perhitungan kimia?

2. Tugas terstruktur

a. Memecahkan permasalahan terkait hub konsep mol dan hukum-hukum dasar kimia:

1. Uraikan hukum-hukum dasar kimia yang kamu ketahui!

2. 4 mol gas H2 + 1 mol gas O2 maka akan dihasilkan sejumlah 2 mol uap H2O,

buktikan bahwa dalam reaksi kimia berlaku hukum kekekalan masa!

3. Persamaan : 2 H2 + O2 H2O

2 gr 20 gr

Tentukan reaksi pembatas dalam persamaan di atas!

4. Al + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2

a. Hitunglah volume gas I-12 yang dihasilkan oleh 54 gram Al pada STP.

b. Pada keadaan di mana tekanannya 2 atm dan suhu 30°C

b. Merancang percobaan pembuktian hukum kekekalan masa!

3. Materi diskusi-2 (praktikum)
(1) Bagaimana menunjukkan/membuktikan hukum-hukum dasar kimia melalui
percobaan?

4. Tugas Tidak Terstruktur
Menyusun kajian penerapan hukum-hukum dasar kimia dalam berbagai hal melalui

telaah berbagai sumber belajar. Laporan kegiatan disusun dalam bentuk makalah!

75

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

5. Referensi Kegiatan Praktikum: Mengamati hubungan masa zat sebelum dan sesudah
reaksi

Alat dan bahan:
1. neraca
2. gelas kimia 500 ml
3. tabung reaksi berbentuk huruf Y terbalik
4. silinder 10 ml
5.Tabung reaksi
6.Serbuk pualam
7.Larutan HCl 2 M
8.Larutan KI 0,5 M
9.Larutan Pb(CH3COO)2 0,1 M
10. Larutan CuSO4 0,1 M

Cara kerja
1. reaksi antara KI dan Pb(CH3COO)2

a. masukan 5 ml KI 0,1 M ke dalam salah satu kaki tabung Y terbalik dan 5 ml
larutan
Pb(CH3COO)2 0,1 M dalam kaki yang lain.

b. masukan hati-hati tabung ke dalam gelas kimia 500 ml, kemudian timbang.
c. miringkan gelas kimia hingga larutan pada kedua kaki tabung bercampur, amati

dan timbang kembali.
d. bandingkan masa sebelum dan sesudah bereaksi.
2. Ulangi kegiatan tersebut dengan menggunakan CuSO4 dengan KI.
3. Reaksi serbuk pualam denga HCl
a. masukan 1 gr pualam dan 10 ml HCl dalam tabung reaksi seperti percobaan -1,
b. timbang, kemudian tutup rapat mulut tabung reaksi.
c. miringkan tabung agar bercampur, amati
d. timbang kembali
4. ulangi item no 3, namun tutup terbuka

Isi data pengamatan dalam tabel

Masa zat Percobaan 1 Percobaan 2 Percobaan 3 Percobaan 4

sebelum

sesudah

Lakukan pengolahan data pengamatan, kemudian buatlah kesimpulan dalam bentuk

laporan praktikum

6.Latihan PH-1

1. Bila 2 gr gas hidrogen direaksikan dengan 8 gr gas oksigen, tunjukan reaksi
pembatasnya

2. Reaksi Zn (s) + 2 HC1 (aci) ZnC12(aq) + H2. Hitung volume gas H2 yang dihasilkan
oleh 3,25 gr Zn pada keadaan di mana untuk 2 mol gas O2 massanya 32 gram.

3. 7 gram sampel yang mengandung besi di analis dengan cars membakar sesuai

76

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa
reaksi : 4 Fe +3 O2  2 Fe2O3. Jika terbentuk 2 gram Fe2O3, maka tentukan kadar
besi dalam sampel.
4. Pada P dan T tertentu, berat 1 liter gas NH3 adalah 0,8 gram. Maka berat 2 liter gas
CH4 pada P dan T yang sama adalah
5. Pembuatan asam Nitrat HNO3 berlangsung dengan tahap sebagai berikut:
N2 + H2  NH3
NH3 + O2  N2O4 + H2O
N2O4  NO2
NO2 + H2O  HNO3 + N2O3
Hitung jumlah mol asam Nitrat yang dihasilkan dari 1 mol N2
6. Suatu tabung berisi gas metana (CH4) di kosongkan, lalu diisi dengan gas oksigen
(O2) pada P dan T yang sama, maka perubahan berat gas CH4 : berat gas O2 adalah
7. Menurut persamaan : 2NH3 + O2  N2O4 + H2O . Bila tersedia oksigen sejumlah
2 mol pada keadaan standart maka tentukan jumlah mol maksimal N2O4 yang
terbentuk.
8. Pada P dan T tertentu 14 gram gas NO mempunyai volume = 2 L, tentukan volume
32 gram gas O2 pada keadaan yang sama
9. 2,3 gram logam Na ditambahkan pada etanol, 2 Na + 2 C2H5OH  2 C2H5ONa +
H2
Tentukan : a) gram C2H5OH diperlukan

b) gram C2H5ONa dihasilkan
c) gram H2 dihasilkan
10. Reaksi, Al + H2Sa4 -> Alt (Sat )3 + H2. Jika dihasilkan 5 gram H2, tentukan gram Al
yang diperlukan
11. Hitung berat masing-masing berat Kalium, klor dan oksigen yang terkandung dalam
245gr KCLO3
12. Suatu campuran yang mengandung belerang sebanyak 40 gr dibakar sempura,
sehingga seluruh belerang dalam campuran di ubah jadi gas SO3. Jika SO3 yang
terbentuk 60 gram, hitung kadar (%)belerang dalam campuran semula.
13. Pada P dan T tertentu, 1 liter gas X2 massanya 2 gram dan 10 liter NO massa nya
7,5 gram, hitung massa atom X!
14. 56 liter suatu gas pada STP memiliki massa 175 gram. Jika rumus empiris senyawa
adalah CH2 (C=12; H=1). Tentukan rumus molekulnya.
15. Jika 64 g gas SO2 direaksikan dengan gas O2 menghasilkan 160 g gas SO3, massa
O2 yang direaksikan adalah....
a. 48 g
b. 84 g
c. 90 g
d. 96 g
e. 144 g

77

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

7. Latihan PH-2
1. Hukum kekekalan massa dikemukanan oleh…
a. Gay Lussac
b. Avogadro
c. Dalton
d. Proust
e. Lavoisier
2. Berikut adalah peranan koefisien....
a. menyatakan perbandingan mol
b. menyatakan perbandingan gram
c. menyatakan perbandingan molekul
d. menyatakan perbandingan atom
e. menyatakan perbandingan unsur
3. Dalam sistem tertutup massa zat-zat sebelum reaksi….
a. lebih besar dari massa zat-zat sesudah reaksi
b. lebih kecil dari massa zat-zat sesudah reaksi
c. kadang-kadang lebih besar dari massa zat-zat sesudah reaksi
d. kadang-kadang lebih kecil dari massa zat-zat sesudah reaksi
e. selalu sama dengan massa zat-zat sesudah reaksi
4. Dalam suatu senyawa perbandingan massa unsur-unsur penyusunnya ….
a. tidak tertentu
b. selalu tetap
c. tergantung keadaan
d. dipengaruhi suhu
e. dipengaruhi tekanan
5. Bila diketahui udara dianggap hanya mengandung gas oksigen dan gas nitrogen
dengan perbandingan volume 1 : 4 maka kadar gas oksigen dalam udara
adalah…..
a. 10%
b. 20%
c. 40%
d. 50%
e. 60%
6. Pernyataan yang menyebutkan bahwa dalam suatu senyawa perbandingan massa
unsur-unsur penyusunnya selalu tetap, dikemukakan oleh….
a. Berzelius
b. Dalton
c. Lavoisier
d. Avogadro
e. Proust
7. Batu kapur CaCO3 mengandung oksigen sebesar....
(Ar Ca = 40; C = 12; O = 16)
a. 16 %
b. 24 %
c. 32 %
d. 40 %
e. 48 %

78

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

8. Diketahui persamaan reaksi CH4 + O2  CO2 + H2O banyaknya molekul gas
oksigen yang diperlukan tepat bereaksi dengan 2 molekul gas CH4 adalah….
a. 1 molekul
b. 2 molekul
c. 3 molekul
d. 4 molekul
e. 5 molekul

9. Di antara persamaan reaksi berikut, yang sudah setara adalah....
a. Fe2O3 + 2 Al  Al2O3 + Fe
b. Al + 3 H2SO4  Al2(SO4)3 + 3 H2
c. C2H5OH + 3 O2  2 CO2 + 3 H2O
d. Mg(OH)2 + 2 HCl  MgCl2 + H2O
e. 3 Cu + 6 HNO3  3 Cu(NO3)2 + NO + 3 H2O

10. Sebanyak 24 gram magnesium (Mg) dibakar dalam oksigen berlebih, terbentuk
40 gram magnesium oksida (MgO). Persamaan reaksinya: 2 Mg + O2  2
MgO Massa oksigen yang terpakai dalam reaksi itu adalah diketahui Ar Mg =
12 ; O = 16
a. 8 gram
b. 16 gram
c. 24 gram
d. 40 gram
e. 64 gram

11. Jika direaksikan 10 gram magnesium dengan 10 gram oksigen, maka massa
magnesium oksida yang dihasilkan adalah..
a. 20 gram
b. 16,67 gram
c. 15 gram
d. 10 gram
e. 6 gram

12. Manakah yang memiliki jumlah molekul paling sedikit? (Ar H=1, O=16, C=12,
N=14)
a. 16 gram CO2
b. 8 gram O2
c. 4 gram CH4
d. 4 gram N2
e. 2 gram H2

13. Pada pembakaran sempurna 64 gram cuplikan belerang ternyata menghasilkan
72 gram SO3 (S=32, O=16). Kadar belerang dalam cuplikan adalah :
a. 30%
b. 45%
c. 50%
d. 60%
e. 75%

14. Untuk mendapatkan 32 gram tembaga (Cu=64) melalui reaksi:
H2 + CuO --------------------- Cu + H2O
diperlukan gas hidrogen (stp) sejumlah:
a. 1,60 L
b. 5,60 L

79

Modul Kimia untuk SMK Teknologi dan Rekayasa

c. 11,20 L
d. 33,60 L
e. 56,00 L
15. Sebuah botol hampa beratnya 30,75 gr. Jika botol itu diisi gas hidrogen (H=1)
berat botol menjadi 30,93 gram. Tetapi jika botol itu diisi gas A, beratnya
menjadi 33,45,gram. Masa molekul gas A adalah:
a. 15
b. 24
c. 30
d. 36
e. 60

F. Konfirmasi Orang Tua/Wali Murid

Rekapitulasi Penilaian Kompetensi Dasar Pembelajaran-5

No Komponen Skor Tgl diperiksa Catatan/Tindaklanjut

1 Diskusi-1

2 Diskusi-2

3 PTT

4 PMTT

5 Latihan PH-1

6 Latihan PH-2

7 Laporan Praktikum

8 ................................

Dokumen/bukti fisik terlampir

Mengetahui, Pendidik,
Orang Tua/Wali,

_____________________ ___________________
Nama Terang Nama Terang

80