Hukum Gay-Lussac (Perbandingan Volume): Bunyi, Rumus, & Contoh Soal

Halo Sobat Kimia! Jika Hukum Proust berbicara tentang "massa" dan Hukum Dalton berbicara tentang "massa berganda", kali ini kita akan membahas hukum yang berfokus pada volume gas. Hukum ini sangat penting karena membantu kita memahami bagaimana gas-gas bereaksi di udara maupun dalam mesin kendaraan.

Hukum ini ditemukan oleh ilmuwan Prancis, Joseph Louis Gay-Lussac pada tahun 1808. Ia menemukan pola yang unik ketika mengukur volume gas yang bereaksi dan gas hasil reaksi. Mari kita pelajari lebih lanjut!

Pengertian dan Bunyi Hukum Gay-Lussac

Berdasarkan eksperimennya terhadap berbagai reaksi gas (seperti hidrogen + oksigen membentuk uap air), Gay-Lussac menyimpulkan suatu keteraturan yang sederhana.

Bunyi Hukum Gay-Lussac:
"Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana."

Kata kuncinya adalah "Suhu dan Tekanan Sama" (T, P sama). Jika kondisi ini terpenuhi, maka perbandingan volume gas sama dengan perbandingan koefisien reaksinya.

Rumus dan Hubungan Koefisien

Secara matematis, hubungan antara volume (V) dan koefisien reaksi (n) dapat dituliskan sebagai:

$$ \frac{V_1}{V_2} = \frac{n_1}{n_2} $$

Contoh Visual:
Reaksi pembentukan gas Amonia (NH₃) dari Nitrogen (N₂) dan Hidrogen (H₂).

$$ N_{2(g)} + 3H_{2(g)} \rightarrow 2NH_{3(g)} $$

Zat	Koefisien	Perbandingan Volume
Nitrogen (N2)	1	1 Liter
Hidrogen (H2)	3	3 Liter
Amonia (NH3)	2	2 Liter

Terlihat bahwa perbandingan volumenya adalah 1 : 3 : 2, sesuai dengan koefisien reaksinya.

Contoh Soal dan Pembahasan

Contoh 1: Perbandingan Sederhana

Gas Hidrogen bereaksi dengan gas Klorin membentuk gas Hidrogen Klorida sesuai persamaan:
$$ H_{2(g)} + Cl_{2(g)} \rightarrow 2HCl_{(g)} $$ Jika volume gas H₂ yang bereaksi adalah 10 liter, tentukan volume gas Cl₂ yang dibutuhkan dan volume gas HCl yang dihasilkan!

Jawab:
Perbandingan Koefisien H₂ : Cl₂ : HCl = 1 : 1 : 2.
Diketahui Volume H₂ = 10 Liter.

a. Volume Cl₂:
$$ V_{Cl_2} = \frac{1}{1} \times 10 \text{ L} = \mathbf{10 \text{ Liter}} $$
b. Volume HCl:
$$ V_{HCl} = \frac{2}{1} \times 10 \text{ L} = \mathbf{20 \text{ Liter}} $$

Contoh 2: Reaksi Pembakaran Hidrokarbon

Sebanyak 5 liter gas Propana (C₃H₈) dibakar sempurna dengan gas oksigen menghasilkan CO₂ dan uap air (H₂O). Tentukan volume gas Oksigen yang diperlukan!

Penyelesaian:
Langkah 1: Tulis dan setarakan persamaan reaksinya.
$$ C_3H_{8(g)} + 5O_{2(g)} \rightarrow 3CO_{2(g)} + 4H_2O_{(g)} $$
Langkah 2: Gunakan perbandingan koefisien.
Koefisien C₃H₈ = 1, Koefisien O₂ = 5.
Volume C₃H₈ = 5 Liter.

$$ V_{O_2} = \frac{5}{1} \times 5 \text{ Liter} = \mathbf{25 \text{ Liter}} $$

Contoh 3: Menentukan Rumus Kimia Gas

Sebanyak 2 liter gas Nitrogen (N₂) bereaksi dengan 3 liter gas Oksigen (O₂) menghasilkan 2 liter gas oksida nitrogen (N_xO_y). Tentukan rumus molekul gas oksida nitrogen tersebut!

Jawab:
Perbandingan volume = Perbandingan koefisien.
$$ 2 N_2 + 3 O_2 \rightarrow 2 N_xO_y $$
Kita setarakan jumlah atom kiri dan kanan:
- Atom N (Kiri) = 2 × 2 = 4. Kanan = 2x. Maka 2x = 4 → x = 2.
- Atom O (Kiri) = 3 × 2 = 6. Kanan = 2y. Maka 2y = 6 → y = 3.

Jadi, rumus molekulnya adalah N₂O₃.

Kuis Pemahaman: Hukum Gay-Lussac

Uji pemahamanmu sekarang!

1. Syarat utama agar Hukum Gay-Lussac berlaku adalah...

A. Massa zat harus sama
B. Suhu dan Tekanan harus sama
C. Wujud zat harus cair
D. Volume zat harus sama

2. Pada reaksi N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Perbandingan volume gas N₂ : H₂ : NH₃ adalah...

A. 1 : 1 : 1
B. 1 : 3 : 2
C. 2 : 3 : 1
D. 14 : 3 : 17

3. Gas metana dibakar: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Jika 3 liter metana dibakar, berapa liter gas CO₂ yang dihasilkan?

A. 1,5 Liter
B. 3 Liter
C. 6 Liter
D. 9 Liter

4. Dari reaksi nomor 3 (CH₄ + 2O₂ → ...), berapa liter Oksigen yang dibutuhkan untuk membakar 3 liter metana?

A. 3 Liter
B. 12 Liter
C. 6 Liter
D. 2 Liter

5. 1 Liter gas H₂ bereaksi dengan 1 Liter gas Cl₂ menghasilkan 2 Liter gas X. Rumus molekul gas X adalah...

A. HCl
B. H₂Cl₂
C. H₂Cl
D. HCl₂

Download Modul & Soal Hukum Gay-Lussac

File PDF sedang disiapkan... Tunggu 15 detik.

Download PDF Hukum Gay-Lussac

Pertanyaan Sering Diajukan (FAQ)

Mengapa hukum ini hanya berlaku untuk gas?

Karena partikel gas bergerak bebas dan jarak antar partikelnya sangat renggang, sehingga volumenya sangat dipengaruhi oleh jumlah molekul, suhu, dan tekanan. Zat padat dan cair memiliki volume yang relatif tetap.

Apa bedanya Hukum Gay-Lussac dengan Hukum Avogadro?

Hukum Gay-Lussac fokus pada perbandingan volume antar gas dalam reaksi. Hukum Avogadro melengkapinya dengan menyatakan bahwa volume yang sama mengandung jumlah molekul yang sama. Keduanya sering dipakai bersamaan.

Bagaimana jika suhu dan tekanan berubah?

Jika suhu (T) atau tekanan (P) berubah, volume gas akan berubah mengikuti Hukum Gas Ideal (PV=nRT). Oleh karena itu, Hukum Gay-Lussac mensyaratkan T dan P harus tetap (konstan).