Hukum Komposisi Konstan dalam Kimia

Dalam kimia, hukum komposisi konstan (juga dikenal sebagai hukum proporsi yang pasti) menyatakan bahwa sampel murni senyawa selalu mengandung hal yang sama elemen pada bagian yang sama massa proporsi. Hukum ini, bersama dengan hukum proporsi berganda, adalah dasar untuk stoikiometri dalam kimia.

Dengan kata lain, tidak peduli bagaimana senyawa diperoleh atau dipersiapkan, senyawa akan selalu mengandung unsur yang sama dalam proporsi massa yang sama. Misalnya, karbon dioksida (CO₂) selalu mengandung karbon dan oksigen dalam perbandingan massa 3: 8. Air (H₂O) selalu terdiri dari hidrogen dan oksigen dalam perbandingan massa 1: 9.

Penemuan hukum ini dikreditkan ke ahli kimia Prancis Joseph Proust, yang melalui serangkaian percobaan yang dilakukan dari 1798 hingga 1804 menyimpulkan bahwa senyawa kimia terdiri dari komposisi tertentu. Mempertimbangkan teori atom John Dalton baru saja mulai menjelaskan bahwa setiap elemen terdiri dari satu jenis atom dan pada saat itu, sebagian besar ilmuwan masih percaya unsur dapat bergabung dalam proporsi berapapun, menurut kesimpulan Proust luar biasa.

Ketika Anda bekerja dengan masalah kimia menggunakan hukum ini, tujuan Anda adalah untuk mencari rasio massa terdekat antara elemen. Tidak apa-apa jika persentasenya beberapa ratus off. Jika Anda menggunakan data eksperimental, variasinya mungkin lebih besar.

Sebagai contoh, katakanlah menggunakan hukum komposisi konstan, Anda ingin menunjukkan bahwa dua sampel oksida tembaga mematuhi hukum. Sampel pertama Anda adalah 1,375 g tembaga oksida, yang dipanaskan dengan hidrogen untuk menghasilkan 1,098 g tembaga. Untuk sampel kedua, 1,179 g tembaga dilarutkan dalam asam nitrat untuk menghasilkan tembaga nitrat, yang kemudian dibakar untuk menghasilkan 1,476 g tembaga oksida.

Untuk mengatasi masalah ini, Anda harus menemukan persentase massa setiap elemen dalam setiap sampel. Tidak masalah apakah Anda memilih untuk menemukan persentase tembaga atau persentase oksigen. Anda cukup mengurangi salah satu nilai dari 100 untuk mendapatkan persen dari elemen lainnya.

Tuliskan apa yang Anda ketahui:

Dalam sampel pertama:

tembaga oksida = 1,375 g
tembaga = 1,098 g
oksigen = 1,375 - 1,098 = 0,277 g

persen oksigen dalam CuO = (0,277) (100%) / 1,375 = 20,15%

Untuk sampel kedua:

tembaga = 1,179 g
tembaga oksida = 1,476 g
oksigen = 1,476 - 1,179 = 0,297 g

persen oksigen dalam CuO = (0,297) (100%) / 1,476 = 20,12%

Sampel mengikuti hukum komposisi konstan, memungkinkan untuk angka signifikan dan kesalahan eksperimental.

Ternyata, ada pengecualian untuk aturan ini. Ada beberapa senyawa non-stoikiometrik yang menunjukkan komposisi variabel dari satu sampel ke sampel lainnya. Contohnya adalah wustite, sejenis besi oksida yang mungkin mengandung 0,83 hingga 0,95 besi per setiap oksigen.

Juga, karena terdapat berbagai isotop atom, bahkan senyawa stoikiometrik normal dapat menampilkan variasi komposisi massa, tergantung isotop atom yang ada. Biasanya, perbedaan ini relatif kecil, namun memang ada dan bisa menjadi penting. Proporsi massa air berat dibandingkan dengan air biasa adalah contohnya.