Hipotesis Avogadro

kimia

Mengapa perbandingan volume gas-gas dalam suatu reaksi merupakan bilangan sederhana? Banyak ahli termasuk Dalton dan Gay Lussac gagal menjelaskan hukum perbandingan volume yang ditemukan oleh Gay Lussac. Ketidakmampuan Dalton karena ia menganggap partikel unsur selalu berupa atom tunggal (monoatomik).

Pada tahun 1811, Amedeo Avogadro menjelaskan percobaan Gay Lussac. Menurut avogadro, partikel unsur tidak selalu berupa atom tunggal (monoatomik), tetapi berupa 2 atom (diatomik) atau lebih (poliatomik). Avogadro menyebutkan partikel tersebut saebagai molekul.

Gay Lussac:

2 volume gas hidrogen + 1 volume gas oksigen → 2 volume uap air

Avogadro:

2 molekul gas hidrogen + 1 molekul gas oksigen → 2 molekul uap air

Dari sini Avogadro mengajukan hipotesisnya yang dikenal hipotesis Avogadro yang berbunyi:

“Pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah molekul yang sama pula.”

Jadi, perbandingan volume gas-gas itu juga merupakan perbandingan jumlah molekul yang terlibat dalam reaksi. Dengan kata lain perbandingan volume gas-gas yang bereaksi sama dengan koefisien reaksinya.

“Perbandingan Volume = Perbandingan Jumlah Molekul = Perbandingan Koefisien”

Marilah kita lihat bagaimana hukum Avogadro ini dapat menjelaskan hukum perbandingan volume yang diajukan oleh Proust.

Contoh soal :

Reaksi antara gas hidrogen dan gas klorin menghasilkan gas hidrogen klorida menurut percobaan menghasikan perbandingan volume berturut turut adalah 1 : 1 : 2.

Berdasarkan hipotesis Avogadro, perbandingan volume itu sama dengan perbandingan jumlah molekul dan juga sama dengan perbandingan koefisien. Jadi perbandingan jumlah molekul dan perbandingan koefisien pada persamaan reaksi gas hidrogen dan gas klorin mengahasilkan gas hidrogen klorida yang dihasilkan juga 1 : 1 : 2

Jika kita misalkan rumus kimia untuk :

Gas hidrogen = Hx

Gas klorin = Cly

Gas hidrogen klorida = HaClb

Dengan x, y, a dan b adalah bilangan bulat, maka reaksi tersebut dapat ditulis sebagai berikut :

1 Hx(g) + 1Cly(g) → 2HaClb

Menurut Dalton jumlah atom dikiri harus sama dengan atom dikanan, oleh sebab itu dari persamaan reaksi diatas didapatkan :

1.x = 2.a

1.y = 2.b

Tadi syarat x, y, a dan b harus bilangan bulat.

Jika kita misalakan x dan y bernilai 1, maka nilai a adalah percahan yaitu ½ . Hal ini tentu tidak diperbolehkan sesuai dengan syarat tadi.

Kemudian jika kita misalkan x dan y ini bernilai 2, maka nilai a dan b adalah 1. Karena semua indeks senyawa sudah merupakan bilangan bulat, maka harga ini yang kita pakai.

Jadi berdasarkan hal tersebut ternyata gas hidrogen dan gas oksigen ternyata bukan merupakan bukan merupakan zat monoatomik melainkan diatomic dalam bentuk H2 dan Cl2.

Reaksi diatas menjadi :

H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)

Berdasarkan hal ini, maka dapatlah dijelaskan bahwa perbandingan volume yang dinayatakan sama dengan perbandingan koefisien dalam hukum Proust dapat dijelaskan.

Berdasarkan reaksi diatas :

VH2 : VCl2 : VHCl = mol H2 : mol Cl2 : jlm moll HCl = Koef H2 : Koef Cl2 : Koef HCl = 1 : 1 : 2

(sesuai dengan hasil percobaan)

Kesimpulan yang didapat dari hipotesis Avogardo

Dalam reaksi :

aA + bB → cC + dD

Maka berlaku:

a : b : c : d = VA : VB : VC : VD = Jlm molekul A : jlm molekul B : jlm molekul C

Untuk mehammi lebih baik tentang hukum ini marilah kita bahas beberapa soal yang berkaitan dengan pengaplikasian hukum ini.

Menentukan Rumus Molekul Senyawa Gas

Soal

Pada pembakaran sempurna 5 liter (T, P) gas CxHy diperlukan 15 liter (T, P) gas oksigen dan dihasilkan 10 liter (T, P) gas karbon dioksida sesuai persamaan reaksi berikut.

CxHy(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) (belum setara)

Tentukan rumus molekul CxHy tersebut!

Pembahasan :

5 L CxHy + 15 L O2 → 10 L CO2 + a L H2O

Berdasarkan data tersebut dapat kita buat :

VCxHy : VO2 : VCO2 = 5 : 15 : 10 = 1 : 3 : 2

Maka reaksinya dapat kita tulis menjadi :

1 CxHy(g) + 3 O2(g) →2 CO2(g) + H2O(l)

Reaksinya kan belum setara, maka tugas pertama kita adalah menyetarakan reaksinya. Yang kalian lakukan pertama kali adalah mencari berapa koefisien H¬2O dan jangan mengubah koefisien reaksi yang kita dapatkan dari percobaan (yaitu 1 : 3 : 2). Untuk itu kita mulai dari atom O ya.

Dikiri reaksi atom O ada 6 buah (3O2) sedangkan dikanan ada 5 buah (4 pada molekul CO2 dan 1 pada molekul H2O ). Untuk menyetarakannya, maka koefisien H2O kita ganti jadi 2.

Reaksinya menjadi :

1 CxHy(g) + 3 O2(g) →2 CO2(g) + 2H2O(l)

Setelah itu baru kita setarakan atom C dan H nya.

Dikiri atom C ada x buah sedangkan dikanan atom C ada 2, maka dapat kita pastikan bahwa harga x adalah 2.

Dikiri jumlah atom H adayah y buah, sedangkan dikanan jumlah atom H ada 4 buah, maka nilai y adalah 4.

Dengan menganti nilai x dan ya sesuai dengan yang kita dapatkan diatas, maka reaksinya menjadi :

1 C2H4(g) + 3 O2(g) →2 CO2(g) + 2H2O(l)

Nah reaksi diatas sudah setara jadi rumus molekul CxHy adalah C2H4

Menentukan Volume Gas Lain Jika Volume Salah Satu Gas Diketahui

Soal

Pada pembakaran 5 liter (T, P) alkohol menurut reaksi:

C2H5OH(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l)

tentukan volume oksigen (T, P) dan volume gas karbon dioksida (T, P)!

Pembahasan :

5 L alcohol (C2H5OH) dibakar menurut persamaan reaksi :

C2H5OH(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l)

Ingat !!

Perbandingan koefisien sama dengan perbandingan volume.

Untuk itu langkah pertama yang akan kita alkukan adalah menyetarakan reaksinya.

Reaksi setara untuk pembakaran alcohol adalah :

2C2H5OH(g) + 7O2(g) → 4CO2(g) + 5H2O(l)

V C2H5OH : VO2 : VCO2 : VH2O = 2 : 7 : 4 : 5

Untuk mencari volume oksigen maka kita pakai perbandingan alcohol dan oksigen.

V C2H5OH : VO2 = 2 : 7

V O2 = 7/2 x V C2H5OH = 7/2 x 5 L = 17,5 L

Untuk mencari volume karbon dioksida kita apaka perbandingan alcohol dan CO2

V C2H5OH : VCO2 = 2 : 4

V CO2 = 4/2 x V C2H5OH = 4/2 x 5 L = 10 L

Mudah kan . . . .

Untuk menambah pemahaman kalian tidak ada salahnya mengerjakan soal soal berikut ini ya . . .

Soal 1

Satu liter (T, P) gas fosfor (P4) bereaksi dengan 5 liter (T, P) gas oksigen (O2)

membentuk 2 liter gas PaOb . Tentukan rumus molekul gas PaOb!

Soal 2

Dua liter (T, P) gas nitrogen bereaksi dengan 4 liter (T, P) gas oksigen membentuk 4

liter gas X. Tentukan rumus molekul gas X tersebut!

Soal 3

Pada penguraian sempurna 10 liter (T, P) suatu oksida nitrogen (NaOb) yang berupa

gas dihasilkan 20 liter (T, P) gas nitrogen dioksida dan 5 liter (T, P) gas oksigen.

Tentukan rumus molekul NaOb!

Soal 4

Gas belerang dioksida dibuat dengan reaksi antara gas belerang dan gas oksigen menurutpersamaan reaksi:

S(g) + O2(g) → SO2(g)

Berapa volume gas belerang (T, P) dan gas oksigen (T, P) yang diperlukan untuk membuat 50 liter gas belerang dioksida (T, P)?