Hukum HESS

Aplikasi Hukum Avogadro

A. KEADAAN STANDAR

Hukum Gay Lussac dan hipotesis Avogadro berlaku jika kondisinya pada suhu dan tekanan tetap.
Persamaan gas ideal :

 

keterangan:

P = tekanan (atmosfir)

V = volume (liter)

n = mol

R = tetapan gas (0,082 L atm mol^-1 K^-1)

T = suhu (K)

Jika P dan T tetap, maka:

 -  n kecil V kecil

 -  n besar V besar

Hal ini yang menyebabkan kenapa ban bisa kempes jika terkena paku atau ban pecah jika dipompa terus.
Untuk memahami lebih jauh lagi, pelajari lebih dulu hitungannya.

Berdasarkan hipotesis Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang mempunyai volume sama mengandung jumlah molekul yang sama.

Ingat !
1 mol setiap gas = 6,02 x 10²³ molekul

Maka, pada T,P sama berlaku :

1 mol gas mempunyai volum yang sama.

Jadi : 
Perbandingan volume gas = Perbandingan jumlah molnya

Pada keadaan standar atau STP (Standard of Temperature and Pressure) yaitu pada tekanan 1 atmosfir dan suhu 273 K (0°C) berlaku :

 

Jadi, volume molar gas pada STP = 22,4 L.

Contoh:

Soal 1

Diketahui massa atom relatif (Ar) C = 12, dan O = 16. 
Berapakah volume standar dari :
a. 0,3 mol karbondioksida ?
b. 5,6 gram karbon monoksida ?

Jawaban

Ingat!

Pada STP, 1 mol gas = 22,4 L, maka:

a) n = 0,3 mol    V = 0,3 mol x 22,4 L/mol = 6,72 L

b) n = 

           = 

           = 0,2 mol

    V= 0,2 mol x 22,4 L/mol

           = 4,48 L

Soal 2

Diketahui massa atom relatif (Ar) H = 1, dan C = 12. 
Berapakah :
a. massa dari 5,6 liter (STP) gas metana (CH₄) ?
b. jumlah molekul yang terdapat dalam 4,48 liter (STP) gas hidrogen (H₂) ?

Jawaban

Ingat !
Pada STP, 1 mol = 22,4 L dan 1 mol = 6,02 x 10²³ partikel

a. n =  = 0,25 mol

    massa CH₄ = 0,25 mol x Mr gr/mol

                       = 0,25 mol x 16 gr/mol           

                       = 4 gram

b. n =  = 0,2 mol

    Jumlah molekul H₂ = 0,2 mol x 6,02.10²³ molekul/mol

                                  = 1,204.10²³ molekul  

B. KEADAAN NON STANDAR

Pada keadaan yang non/bukan standar, volume gas dapat dihitung dengan persamaan gas ideal:

 

Contoh:

Soal 1

Hitunglah volume 16 gram gas oksigen (O₂) pada 27°C dan 2 atm ! (Ar O = 16)

Jawaban

n=  =  = 0,2 mol

    T = 27 + 273 = 300 K

Karena keadaan standar, maka :

PV = nRT

  V = 

     =  

     = 2,46 L

Soal 2

Pada suhu dan tekanan tertentu (T,P), 16 gram gas oksigen (O₂) bervolume 20 liter. 
Pada suhu dan tekanan yang sama, tentukan volum dari 66 gram gas karbondioksida (CO₂) !
(Ar C = 12 ; O = 16)

Jawaban

Karena suhu dan tekanan tidak diberikan besarannya berapa, tetapi kondisi pada T,P sama maka 
INGAT HUKUM GAY LUSSAC dan HUKUM AVOGADRO !
Pada P,T sama berlaku :

Hukum Avogadro

Konsep

Amadeo Avogadro menyatakan hipotesanya sebagai berikut :

"Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang berbeda tetapi mempunyai volume yang sama akan mengandung jumlah partikel yang sama".

Terkenal sebagai Hipotesis Avogadro (1811).

Berdasarkan Hipotesis Avogadro terlihat jelas bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume menunjukkan juga perbandingan jumlah partikel. Jumlah partikel bisa dinyatakan sebagai koefisiennya. Jadi :

"Perbandingan volume = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien reaksi".

Dengan demikian Hipotesis Avogadro dapat menjelaskan hukum Gay Lussac dan juga dapat menentukan rumus molekul berbagai zat.

Contoh Soal:

Soal 1

Satu liter gas nitrogen (N₂ ; T,P) tepat bereaksi dengan 2 liter gas oksigen (O₂ ; T,P) membentuk 1 liter gas X (T,P).
Tentukan rumus moleku gas X tersebut !

Jawaban

Dalam molekul gas X pasti mengandung unsur Nitrogen dan Oksigen, jadi dimisalkan rumus molekul gas X : N_xO_y.
Persamaan reaksinya :

 

Ingat!

Perbandingan vol = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien, maka diperoleh:

 

 N kiri = N kanan

         2 = x   

O kiri = O kanan

         4 = y

Jadi, rumus molekul gas X adalah N₂O₄

Soal 2

Sebanyak 10 mL gas hidrokarbon C_xH_y (P,T) tepat dibakar habis dengan 35 mL gas oksigen (P,T).
Persamaan reaksinya :

 

Jika gas karbondioksida yang dihasilkan sebanyak 20 mL, maka tentukan rumus molekul hidrokarbon
tersebut!

Jawaban

Ingat !
Perbandingan volume = perbandingan jumlah partikel = perbandingan koefisien.

 

C : 2x = 4 ; x = 2

C : 14 = 8 + y ; y = 6

 

Hukum Gay Lussac

Konsep

Joseph Gay-Lussac menyimpulkan dari eksperimennya sebagai berikut:

"Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas pereaksi dan gas-gas hasil reaksi merupakan bilangan bulat dan sederhana".

Dikenal dengan Hukum Perbandingan / Penggabungan Volume atau Hukum Gay-Lussac (1808).

Pada suatu persamaan reaksi yang sudah setara, misalkan :

 

satu volume C₃H_8(g) bereaksi dengan lima volume O_2(g) menghasilkan tiga volume CO_2(g) dan empat volume H₂O_(g).

Pada kondisi suhu dan tekanan yang sama, maka untuk suatu persamaan reaksi yang sudah setara
berlaku:

Perbandingan koefisien zat-zat dalam persamaan reaksi sama dengan perbandingan volumenya.

Contoh:

Soal 1

150 L gas H₂S dibakar sesuai dengan persamaan reaksi yang sudah setara sebagai berikut :

 

Hitung (T,P):

a. Volume gas oksigen yang diperlukan

b. Voulme gas SO₂ yang terbentuk

Jawaban

a. Berdasarkan hukum Gay Lussac, volume gas H₂S dan gas O₂ berbanding 2 : 3.
     Jadi volume gas O₂ yang diperlukan :

    

b. Berdasarkan dari persamaan reaksi d atas, dua volume gas H₂S menghasilkan dua volume gas

    SO₂. Jadi volume gas SO₂ yang terbentuk : 150 L (sama dengan volume gas SO₂)

Soal 2

Hitunglah volume gas nitrogen (T,P) dan gas hidrogen (T,P) yang dibutuhkan untuk membuat 24 liter amonia sesuai persamaan reaksi berikut :

 

Jawaban

Dari persamaan reaksi di atas menunjukkan bahwa :
* Perbandingan volume gas N₂ terhadap gas NH₃ adalah 1 : 2.
   Jadi, volume gas N₂ : 

* Volume gas H₂ terhadap volume gas NH₃ berbanding 3 : 2, maka volume gas H₂ yang dibutuhkan:

   

Kegagalan Aturan Oktet

Penggolongan Polimer

Polimer dapat digolongkan berdasarkan jenis monomer pembentuknya, sifatnya terhadap panas, dan asalnya. Berdasarkan jenis monomer pembentuknya, polimer dibedakan atas homopolimer dan kopolimer. Homopolimer, terbentuk dari sejenis monomer, misalnya polietilena, PVC, teflon dan lain-lain. Kopolimer, terbentuk lebih dari sejenis monomer, misalnya nilon 66, dakron, karet SBR dan lain-lain.

Pembentukan kopolimer dapat dikendalikan, agar terjadi pola sambungan yang berbeda (dari 2 monomer, misalnya A dan B).

Berdasarkan sifatnya terhadap panas, polimer dibedakan menjadi polimer termoplastik dan polimer termosetting. Polimer termoplastik adalah polimer yang jika dipanaskan melunak, sehingga dapat didaur ulang, seperti polietilena, polipropilen, PVC. Sedang polimer termosetting, jika dipanaskan menjadi keras dan kaku, sehingga tidak dapat didaur ulang, seperti bakelit (untuk peralatan listrik). Berdasarkan asalnya, ada polimer alam seperti amilum, protein, sellulosa, dan ada polimer sintetis, seperti plastik, nilon, PVC dan lain-lain.

Pembentukan Polimer

Polimer merupakan molekul besar yang terbentuk dari ratusan sampai ribuan molekul-molekul kecil.
Molekul-molekul kecil pembentuk polimer disebut monomer, sedangkan reaksi pembentukan polimer disebut polimerisasi, yang dikelompokkan menjadi 2 jenis, yaitu polimerisasi adisi dan polimerisasi kondensi.


1. Polimerisasi adisi
Hanya terjadi pada monomer yang mengandung ikatan rangkap dua. Dengan bantuan suatu katalis maka ikatan rangkapnya akan terbuka, dan monomer-monomernya saling berikatan.

Pembentukan polietena dari beberapa molekul etena

Monomer metil metakrilat membentuk PMMA (polimetil metakrilat / flexiglass)

2. Polimerisasi kondensasi
Terjadi pada monomer yang mempunyai gugus fungsi pada kedua ujung rantainya. Pada polimerisasi kondensasi monomer-monomer saling berikatan dengan melepas molekul kecil seperi air atau etanol.

Pembentukan tetoron (bahan pakaian) dari monomer asam tereftaliat dan etana diol

Metil tereftalat dengan etilen glikol membentuk dakron

Nilon 66, dibentuk dari asam adipat (asam 1.6 heksan dionat) dengan 1.6 heksana diamin

@ e-dukasi.net

Reaksi Redoks Dalam Kehidupan sehar- hari

1. Zat pemutih

Zat pemutih adalah senyawa yang dapat digunakan untuk menghilangkan warna benda, seperti pada tekstil, rambut dan kertas. Penghilangan warna terjadi melalui reaksi oksidasi. Oksidator yang biasa digunakan adalah natrium hipoklorit (NaOCl) dan hidrogen peroksida (H₂O₂).

 

Warna benda ditimbulkan oleh elektron yang diaktivasi oleh sinar tampak. Hilangnya warna benda disebabkan oksidator mampu menghilangkan elektron tersebut. Elektron yang dilepaskan kemudian diikat oleh oksidator.

Reaksinya:

          

Proses oksidasi pada pemutihan:

2. Fotosintesis

 

Fotosintesis adalah proses reaksi oksidasi-reduksi biologi yang terjadi secara alami. Fotosintesis merupakan proses yang kompleks dan melibatkan tumbuhan hijau, alga hijau atau bakteri tertentu. Organisme ini mampu menggunakan energi dalam cahaya matahari (cahaya ultraviolet) melalui reaksi redoks menghasilkan oksigen dan gula.

Reaksi oksidasi:

          

Reaksi reduksi:

          

3. Pembakaran

Pembakaran merupakan contoh reaksi redoks yang paling umum. Pada pembakaran propana
(C₃H₈^-;) di udara (mengandung O₂), atom karbon teroksidasi membentuk CO₂ dan atom oksigen tereduksi menjadi H₂O.

Reaksi:

      

Reaksi Autoredoks

Reaksi Autoredoks

Reaksi autoredoks adalah reaksi reduksi-oksidasi dimana pereaksi yang sama mengalami oksidasi sekaligus reduksi.




Reaksi 1:



Reaksi 2:

Bilangan Oksidsi

Bilangan oksidasi  dari suatu atom adalah muatan yang dimiliki oleh atom jika elektron valensinya cenderung tertarik ke atom lain yang berikatan dengannya dan memiliki keelektronegatifan lebih besar.

 

Secara umum, untuk dua atom yang berikatan:

1. Atom unsur dengan keelektronegatifan yang lebih kecil akan mempunyai bilangan oksidasi positif.
2. Atom unsur dengan keelektronegatifan yang lebih besar akan mempunyai bilangan oksidasi negatif.

Contoh:
NH₃ (Keelektronegatifan N=3, 0 H=2,1) dengan demikian Kelektronegatifan N > keelektronegatifan H, maka:

• N dalam NH₃ mempunyai harga bilangan oksidasi negatif

Aturan Penentuan Bilangan Oksidasi

1. Bilangan oksidasi atom dalam unsur bebas sama dengan 0.

Contoh: Bilangan oksidasi atom dalam unsur K, Mg, C, N₂, Cl₂, P₄, S₈ = 0

2. Bilangan oksidasi ion monoatom sama dengan muatan ionnya.

 

3. Jumlah bilangan oksidasi atom-atom dalam senyawa netral sama dengan 0.

Contoh:
Senyawa MgCl₂ mempunyai muatan = 0

    

Sedangkan jumlah bilangan oksidasi atom-atom dalam ion poliatom sama dengan muatan ionnya.

Contoh:
Ion poliatom PO₄^3- mempunyai muatan = -3

    

4.  Bilangan oksidasi unsur yang lebih elektronegatif selalu negatif dan yang kurang elektronegatif  selalu positif.

Contoh:
OF₂ = atom F lebih elektronegatif dari atom O maka bilangan oksidasi F negatif (-) dan O positif
          (+).

5. Beberapa unsur yang memiliki bilangan oksidasi tetap dalam berbagai senyawa.

 

Ada unsur-unsur yang mempunyai beberapa bilangan oksidasi seperti Cl (b.o=-1,0,+1,+3,+5,+7) dan S(b.o -2, 0, +4, +6). Hal ini terkait dengan elektron valensi unsur tersebut yang dapat digunakan dalam ikatan kimia.

Contoh:

     

Logam transisi juga mempunyai beberapa bilangan oksidasi seperti Mn (b.o = +2, +3, +4, +6, +7).

Suatu unsur dapat mempunyai bilangan oksidasi tertinggi dan terendah. Sistem periodik unsur dapat digunakan untuk menentukan bilangan oksidasi tertinggi dan terendah khususnya unsur golongan utama.

 

Dari tabel di atas dapat disimpulkan bahwa:

• untuk unsur golongan utama, bilangan oksidasi tertinggi sama dengan golongan unsur tersebut dan selalu positif, kecuali O (tidak pernah +6) dan F (tidak pernah +7)
• Untuk unsur golongan utama logam, bilangan oksidasi terendah adalah 0. Untuk non logam dan semi logam, bilangan oksidasi terendah sama dengan golongannya dikurangi 8 dan selalu negatif.

@ e-dukasi.net