Menentukan Volume Gas Pereaksi dan Hasil Reaksi
Sekitar awal abad ke-19, banyak penelitian yang dilakukan terhadap sifat gas. Tahun 1808, seorang peneliti ahli kimia berkebangsaan Prancis yaitu Joseph Louis Gay Lussac (1778 – 1850), melakukan berbagai percobaan untuk mengukur volume gas-gas yang bereaksi.
Dari hasil percobaan yang dilakukan oleh Joseph Louis Gay Lussac ini, disimpulkannya bahwa pada temperatur dan tekanan yang sama, perbandingan volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas yang meruakan hasil reaksi memiliki perbandingan bilangan bulat dan sederhana.
Temuan Gay Lussac ini, kini dikenal dengan hukum perbandingan volume. Namun kemudian timbul pertanyaan. Mengapa di tekanan dan temperatur yang sama, perbandingan antara volume gas yang bereaksi dan hasil reaksi merupakan perbandingan bilangan bulat yang sederhana ? Solusi pertanyaan ini terjawab oleh Avogadro.
Penentuan Volume Gas Pereaksi dan Hasil Reaksi
Pertanyaan yang timbul setelah Gay Lussac mengemukakan hukum perbandingan volume, yaitu mengapa pada tekanan dan temperatur yang sama, perbandingan volume gas yang bereaksi dan hasil reaksinya adalah perbandingan bilangan bulat dan sederhana, dapat dipecahkan oleh seorang ahli fisika Italia yang bernama Amadeo Avogadro pada tahun 1811. Avogadro mengemukakan bahwa:
Gas-gas yang dalam volume yang sama, jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama, akan memiliki jumlah molekul yang sama pula.
Dikarenakan perbandingan volume gas hidrogen, gas oksigen, dan uap air pada reaksi pembentukan uap air adalah 2 : 1 : 2, maka perbandingan jumlah molekul hidrogen, oksigen, dan uap air juga adalah 2 : 1 : 2.
Dikarenakan jumlah atom untuk tiap unsur tidak berkurang atau bertambah dalam reaksi kimia. Oleh sebab itu, molekul gas hidrogen dan molekul gas oksigen harus berupa molekul dwiatom, sedangkan molekul uap air harus berupa molekul triatom.
Perbandingan volume gas dalam suatu reaksi sesuai dengan koefisien reaksi dari gas-gas itu. Ini artinya bahwa, jika volume salah satu gas sudah diketahui, volume gas yang lain dapat ditentukan melalui membandingkan koefisien reaksinya. Untuk lebih jelasnya perhatikan contoh di bawah.
Contoh:
Perhatikan reaksi pembentukan uap air di bawah ini.
Jika volume gas hidrogen (H2) yang diukur pada suhu 25°C (celcius) dan tekanan 1 atm sebanyak 10L, maka volume gas oksigen O2 dan H2O pada tekanan dan suhu yang sama dapat ditentukan dengan cara sebagai berikut.
Volume H2 : Volume O2 = Koefisien H2 : Koefisien O2
Volume O2 = ( Koefisien O / Koefisien H ) x volume H2
Volume O2 = 1 / 2 x 10L = 5L
Volume H2O = 2 / 2 x 10L = 10L