Apakah kamu pernah memasak daging menggunakan panci presto? Kalau pernah, tahukah kamu kalau sebenarnya saat itu kamu sedang menerapkan hukum Gay Lussac dalam kehidupan sehari-hari, lho.
Ya, hukum Gay Lussac sebenarnya sangat dekat dengan kehidupan kita sehari-hari. Hanya saja, kita jarang menyadari penggunaan hukum dasar Kimia ini.
Lantas, apa itu hukum Gay Lussac? Siapa pencetusnya dan bagaimana bunyi hukum ini? Yuk, simak artikel ini sampai selesai untuk mengetahui jawabannya!
Pengertian Hukum Gay Lussac
Hukum Gay Lussac adalah hukum yang menyatakan bahwa tekanan yang diberikan oleh gas sebanding dengan suhu gas ketika massanya tetap dan volumenya konstan.
Hukum ini dirumuskan oleh ahli kimia Prancis bernama Joseph Gay-Lussac pada tahun 1808. Itulah mengapa, hukum ini dinamakan hukum Gay Lussac, sesuai dengan nama pencetusnya.
Hukum Gay Lussac juga dikenal dengan sebutan hukum perbandingan volume dan hanya berlaku pada reaksi yang melibatkan zat dalam bentuk gas. Jadi, reaksi yang melibatkan zat dalam bentuk padat dan cair tidak dapat menggunakan hukum ini.
Bunyi Hukum Gay Lussac
Adapun bunyi hukum Gay Lussac (hukum perbandingan volume) adalah sebagai berikut:
Sejarah Hukum Gay Lussac
Hukum Gay Lussac tentu tidak muncul secara tiba-tiba dalam pikiran Joseph Gay-Lussac sebagai pencetusnya. Ada hal-hal yang mendasari hingga muncul hukum ini. Untuk mengetahuinya, yuk kita bahas sedikit mengenai sejarah munculnya hukum ketetapan volume ini.
Perjalanan Joseph Gay-Lussac untuk menemukan hukum ketetapan volume ini dimulai pada tahun 1802. Pada tahun tersebut, ahli Kimia asal Prancis ini menemukan hukum pemuaian gas oleh panas.
Selanjutnya, pada tahun 1805, bersama dengan Alexander Von Humboldt, Joseph Gay-Lussac mempelajari tentang reaksi antara gas hidrogen dan oksigen dengan bantuan bunga api listrik. Mereka menemukan bahwa 200 bagian gas hidrogen tepat bereaksi dengan 100 bagian gas oksigen membentuk uap air.
Pada tahun tersebut, Joseph Gay-Lussac belum berhasil menemukan hukum ketetapan volume, meskipun sudah melakukan lebih dari satu percobaan.
Ahli kimia ini kembali melanjutkan percobaannya di tahun 1808. Di tahun inilah, ia berhasil mencetuskan hukum ketetapan volume dengan melakukan percobaan menggunakan gas lain, yaitu:
- 100 bagian amonia bereaksi dengan 100 bagian gas asam klorida akan membentuk amonium klorida dengan perbandingan volume 1 : 1 : 1.
- 100 bagian gas nitrogen dapat bereaksi dengan 100 bagian gas oksigen membentuk gas oksida nitrogen dengan perbandingan volume 1 : 1 : 2.
- Amonia terbentuk dari 1 bagian gas nitrogen dengan 3 bagian gas hidrogen dengan perbandingan volume 1 : 3 : 2.
Berdasarkan pengukuran volume gas-gas yang bereaksi tersebut, tercetuslah hukum ketetapan volume atau hukum Gay Lussac yang berbunyi:
“Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dengan volume gas-gas hasil reaksi membentuk perbandingan bulat dan sederhana”
Joseph Gay-Lussac berpendapat bahwa atom-atom akan saling berjauhan satu sama lain dalam keadaan gas sehingga jika dibandingkan dengan ruang yang ditempati atom-atom sendiri, ruang antara atom-atom tersebut jauh lebih besar. Oleh karena itu, volume semua atom-atom gas dapat dikatakan sama.
Artinya, massa gas pada volume yang sama sebanding dengan massa atomnya dan pada volume yang sama memiliki jumlah atom yang sama juga.
Ciri-ciri Hukum Gay Lussac
Hukum dasar Kimia terdiri dari berbagai macam, mulai dari hukum Lavoisier, hukum Proust, hukum Gay Lussac, hingga hukum Avogadro.
Agar kamu lebih mudah membedakan hukum Gay Lussac dengan hukum-hukum dasar Kimia lainnya, kamu bisa memperhatikan ciri-ciri yang dimiliki hukum ini, antara lain:
- Hanya berlaku pada reaksi yang menggunakan zat berwujud gas.
- Tidak berlaku pada reaksi yang menggunakan zat berwujud cair maupun padat karena koefisien reaksi hanya menyatakan perbandingan mol, tidak menyatakan perbandingan volume.
- Memiliki rumus P1T1 = P2T2
- Berlaku dalam proses yang bersifat isokhoris (volume gas = tetap).
Rumus Hukum Gay Lussac
Menurut hukum Gay Lussac, rasio tekanan dan suhu awal sama dengan tekanan dan suhu akhir gas pada massa dan volume konstan sehingga rumus hukum ini adalah:
P1T1 = P2T2
Keterangan:
P1 = Tekanan mula-mula ( Pa, atm atau N/m2)
P2 = Tekanan akhir ( Pa, atm atau N/m2)
T1 = Suhu mutlak mula-mula (Kelvin)
T2 = Suhu mutlak akhir (Kelvin)
Penerapan Hukum Gay Lussac dalam Kehidupan Sehari-hari
Penerapan hukum Gay Lussac sebenarnya cukup sering kita temukan dalam kehidupan sehari-hari. Hanya saja, kita sering kali tidak menyadari akan hal tersebut.
Berikut adalah beberapa penerapan hukum Gay Lussac dalam kehidupan sehari-hari.
1. Panci presto
Kamu pernah memasak daging menggunakan panci presto? Penggunaan panci presto saat memasak daging ini merupakan contoh penerapan hukum Gay Lussac dalam kehidupan sehari hari.
Ketika suhu kompor dinaikan, tekanan di dalam panci juga akan naik sehingga daging pun akan lebih cepat matang. Hal ini sesuai dengan hukum Gay Lussac di mana kenaikan suhu berbanding lurus dengan tekanan di dalam panci pada volume tetap.
2. Kaleng aerosol
Contoh penerapan hukum Gay Lussac dalam kehidupan sehari-hari lainnya adalah pada pembuatan kaleng atau semprotan aerosol, seperti produk cat, pengharum ruangan, produk desinfektan, dan produk obat serangga.
Aerosol sendiri merupakan partikel halus berbentuk padat atau cair yang tersuspensi dalam gas. Saat katup kaleng dibuka, gas yang dilepaskan atau membentuk kabut atau aerosol karena salah satu komponen dalam kaleng aerosol adalah propelan.
Propelan terdiri dari senyawa volatil yang mencair di bawah tekanan tinggi. Propelan akan menguap ketika kaleng terkena suhu yang panas sehingga menyebabkan gas-gas di dalam kaleng yang menguap akan memberikan tekanan pada dinding kaleng.
Menurut hukum Gay Lussac, peningkatan suhu ini berbanding lurus dengan tekanan di dalam dinding kaleng sehingga jika kaleng dibiarkan terus-menerus terpapar suhu tinggi akan menyebabkan kaleng meledak. Itulah mengapa, kamu disarankan untuk menjauhkan kaleng aerosol dari panas.
3. Pemanas air
Pemanas air atau water heater memiliki cara kerja yang mirip dengan panci presto di mana air dingin di dalam tangki air akan dipanaskan oleh elemen pemanas yang terpasang pada bagian atas dan bawah tangki air.
Air panas yang dihasilkan akan dikeluarkan melalui nosel outlet sehingga kamu bisa menggunakan air panas tersebut.
Namun, ketika sistem dan katup pelepas tekanan di pemanas air tidak berfungsi, uap yang dihasilkan terus menerus dapat merusak pemanas. Hal ini sesuai dengan hukum Gay Lussac di mana kenaikan suhu pada pemanas air akan menyebabkan tekanan meningkat.
Jika tekanan yang meningkat ini sudah melebihi batas toleransi, maka dapat menyebabkan pemanas air yang kamu gunakan meledak. Oleh karena itu, segera perbaiki jika ada kerusakan pada sistem dan katup pelepas tekanan di pemanas air agar tidak meledak.
Contoh Soal Hukum Gay Lussac dan Pembahasannya
Berikut adalah beberapa contoh soal hukum Gay Lussac beserta pembahasannya yang mungkin dapat membantu kamu untuk lebih memahami hukum yang dicetuskan oleh Joseph Gay-Lussac ini.
Contoh 1
Tekanan awal gas di dalam tangki adalah 2 Pa pada suhu 100 K. Tentukan tekanan akhir jika gas dipanaskan hingga suhu 200 K.
Pembahasan
Diketahui:
P1 = 2 Pa
T1 = 100 K
T2 = 200 K
Ditanya: P2?
Berdasarkan rumus hukum Gay Lussac, maka:
P1T1 = P2T2
2100 = P2200 (dikali silang)
2 x 200 = 100 x P2
400 = 100P2
P2 = 4 Pa
Contoh 2
Tentukan banyaknya volume gas hidrogen yang bereaksi dengan 24 liter gas oksigen untuk menghasilkan air!
Pembahasan
Pertama, kamu harus menuliskan persamaan reaksinya, lalu setarakan antara ruas kanan dan ruas kirinya. Jika sudah, maka persamaan reaksi yang sudah setara akan terlihat seperti ini:
2 H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)
Langkah selanjutnya, kamu tinggal menghitung volume gas hidrogen dengan melihat koefisien reaksinya.
Volume gas hidrogen = koefisien H2koefisien O2 x volume O2
=21 x 24 liter = 48 liter
Jadi, volume gas hidrogen yang bereaksi dengan 24 liter gas oksigen untuk menghasilkan air adalah 48 liter.
Itu dia pembahasan mengenai materi Kimia tentang hukum Gay Lussac. Semoga pembahasan ini dapat membantu kamu dalam memahami hukum dasar Kimia ini, ya!