9 Contoh Soal Hukum Kekekalan Massa dan Jawabannya dengan Rumus, Yuk Pelajari!
Hukum Lavoisier menjelaskan tentang massa zat yang tidak berubah selama reaksi berlansung. Pelajari penjelasan dan cotoh soalnya di artikel berikut!
Ikuti Mamikos Info di Google
Tahukah kamu bahwa dalam reaksi kimia, massa zat sebenarnya tidak pernah hilang, meskipun bentuknya terlihat berubah?
Misalnya saat kayu dibakar lalu hanya menyisakan abu yang tampak lebih ringan, seolah-olah sebagian massanya hilang. Melalui Hukum Kekekalan Massa, konsep tersebut dapat dijelaskan secara logis, lho.
Yuk, pahami lebih banyak tentang pengertian hingga contoh soal Hukum Kekekalan Massa dan jawabannya, yang sudah Mamikos persiapkan di artikel berikut ini. 🙋♀️📖📝
Daftar Isi
Pengertian Hukum Kekekalan Massa
Hukum Kekekalan Massa atau Hukum Laviosier menjelaskan bahwa massa zat tidak akan berubah selama reaksi berlangsung, asalkan prosesnya terjadi dalam sistem tertutup. Artinya, berat total zat sebelum reaksi akan sama dengan berat total zat setelah reaksi.
Dikutip dari britannica.com, hukum dasar Kimia ini diperkenalkan oleh Antoine Lavoisier pada akhir abad ke-18. Dari sinilah muncul pemahaman bahwa materi tidak bisa diciptakan atau dimusnahkan. Zat hanya berubah bentuk atau susunannya saja.
Menariknya, gagasan serupa ternyata sudah lebih dulu dipikirkan oleh ilmuwan Rusia bernama Mikhail Lomonosov. Karena itu, di beberapa sumber, hukum ini juga dikenal dengan sebutan Hukum Lomonosov–Lavoisier.
Hukum Kekekalan Massa juga membantu menjawab kebingungan yang sering muncul saat melihat peristiwa pembakaran. Misalnya, ketika kayu dibakar lalu tersisa abu yang tampak jauh lebih ringan, banyak yang mengira sebagian massanya hilang.
Padahal sebenarnya tidak demikian. Massa kayu tersebut berubah menjadi bentuk lain, seperti abu, arang, dan gas yang terlepas ke udara.
Nah, jika seluruh proses pembakaran dilakukan dalam wadah tertutup dan semua hasil reaksinya ditimbang, maka total massanya akan tetap sama dengan massa kayu awal ditambah oksigen yang ikut bereaksi.
Hal tersebut dibuktikan langsung oleh Lavoisier melalui percobaan pembakaran raksa. Raksa yang dipanaskan justru mengalami penambahan massa karena mengikat oksigen dari udara.
Dari sini dapat disimpulkan bahwa dalam setiap reaksi kimia, jumlah massa zat sebelum reaksi selalu seimbang dengan jumlah massa zat setelah reaksi. Tidak ada massa yang hilang, hanya mengalami perubahan bentuk.
Rumus Hukum Kekekalan Massa
Untuk memastikan tidak ada massa yang hilang selama reaksi berlangsung, Hukum Kekekalan Massa dirumuskan dengan membandingkan massa zat sebelum dan sesudah reaksi, yaitu:
∑massa reaktan=∑massa produk
Selain digunakan dalam perhitungan kimia dasar, prinsip Kekekalan Massa juga diterapkan pada kajian yang lebih luas, seperti mekanika fluida dan mekanika kontinum.
Pada bidang ini, hukum tersebut dinyatakan melalui persamaan kontinuitas yang menggambarkan aliran massa terhadap waktu dan ruang:
∂ρ∂t+∇·(ρv)=0
Agar lebih mudah dipahami, berikut penjelasan singkat dari setiap variabel pada persamaan tersebut:
- (ρ) menyatakan massa jenis atau densitas fluida
- (t) menunjukkan waktu
- (v) merupakan vektor kecepatan aliran
- (∇·) menggambarkan perubahan aliran massa dalam suatu ruang
Dari persamaan tersebut semakin menegaskan bahwa Hukum Kekekalan Massa tidak hanya berlaku pada reaksi kimia di laboratorium, tetapi juga menjadi dasar untuk memahami berbagai fenomena alam, seperti aliran air, pergerakan udara, hingga dinamika massa di atmosfer.
Contoh Soal Hukum Kekekalan Massa dan Jawabannya
Selanjutnya, agar materi yang tadi Mamikos jelaskan lebih mudah untuk dipahami sekaligus dibuktikan, berikut beberapa contoh soal Kekekalan Massa dan jawabannya yang bisa kamu pelajari.
1. Sebanyak 15 gram kalsium oksida (CaO) direaksikan sepenuhnya dengan 12 gram gas karbon dioksida CO2 di dalam sebuah wadah tertutup. Berapakah massa kalsium karbonat CaCO3 yang akan dihasilkan dari reaksi tersebut?
Pembahasan:
Sesuai dengan Hukum Kekekalan Massa, total massa sebelum reaksi harus sama dengan total massa sesudah reaksi.
Massa sebelum reaksi: Massa CaO + Massa CO2 = 15 gram + 12 gram = 27 gram.
Massa sesudah reaksi: Karena sistem tertutup, maka massa produk CaCO3 harus sama dengan massa reaktan.
Jawaban: Massa CaCO3 yang terbentuk adalah 27 gram.
2. Dalam sebuah eksperimen laboratorium, 0,15 gram logam magnesium dibakar di lingkungan beroksigen. Setelah reaksi selesai, terbentuk serbuk magnesium oksida (MgO) dengan massa total 0,25 gram. Hitunglah berapa massa gas oksigen yang ikut bereaksi dalam proses pembakaran tersebut!
Pembahasan:
Reaksi dapat dituliskan: Magnesium (Mg)+Oksigen (O2)→Magnesium Oksida (MgO)
Massa Mg + Massa O2 = Massa MgO
0,15 gram + Massa O2 = 0,25 gram
Massa O2 = 0,25 gram – 0,15 gram
Jawaban: Massa gas oksigen yang bereaksi adalah 0,10 gram.
3. Seorang siswa mereaksikan sejumlah gas hidrogen dengan 25 gram gas oksigen untuk membentuk air. Setelah reaksi berhenti, ternyata terbentuk 28 gram air dan masih terdapat sisa gas oksigen sebanyak 3 gram yang tidak bereaksi. Berapakah massa awal gas hidrogen yang digunakan?
Pembahasan:
Prinsipnya: Total Massa Awal = Total Massa Akhir
Total Massa Akhir = Massa Air + Massa Sisa Oksigen = 28 gram + 3 gram = 31 gram.
Total Massa Awal = Massa Hidrogen + Massa Oksigen Awal
31 gram = Massa Hidrogen + 25 gram
Massa Hidrogen = 31 gram – 25 gram
Jawaban: Massa awal gas hidrogen adalah 6 gram.
4. Sepotong pita magnesium bermassa 4 gram direaksikan dengan 20 gram larutan asam klorida (HCl) di dalam sebuah botol yang tertutup rapat. Reaksi tersebut menghasilkan larutan magnesium klorida dan gas hidrogen. Jika massa larutan magnesium klorida yang terbentuk adalah 23,6 gram, tentukan massa gas hidrogen yang dihasilkan!
Pembahasan:
Meskipun salah satu produknya berupa gas, karena reaksi dilakukan di wadah tertutup, gas tersebut tidak akan hilang. Maka berlaku:
Total Massa Reaktan: Massa Mg + Massa HCl = 4 gram + 20 gram = 24 gram.
Total Massa Produk: Massa MgCl2 + Massa H2.
24 gram = 23,6 gram + Massa H2.
Massa H2 = 24 gram – 23,6 gram = 0,4 gram.
Jawaban: Massa gas hidrogen yang terbentuk adalah 0,4 gram.
5. Sebuah paku besi dengan massa 10 gram diletakkan di tempat terbuka hingga mengalami perkaratan. Setelah beberapa waktu, massa paku yang telah berkarat tersebut ditimbang kembali dan ternyata massanya berubah menjadi 14 gram. Jelaskan mengapa hal ini terjadi berdasarkan Hukum Lavoisier dan hitung massa oksigen yang bereaksi!
Pembahasan:
Perkaratan adalah reaksi antara besi Fe dengan oksigen O2 dari udara yang membentuk karat besi Fe2O3.
Massa awal (besi saja) = 10 gram.
Massa akhir (besi + oksigen yang terikat) = 14 gram.
Pertambahan massa terjadi karena oksigen dari udara ikut bereaksi dan “masuk” ke dalam struktur molekul karat.
Massa Oksigen = Massa Karat – Massa Besi Awal = 14 gram – 10 gram = 4 gram.
Jawaban: Massa oksigen yang bereaksi adalah 4 gram. Hal ini tetap mematuhi Hukum Lavoisier karena jika oksigen di udara sekitar juga ditimbang sebelum bereaksi, total massanya akan tetap sama.
6. Dalam sebuah uji laboratorium, 50 gram padatan kalsium karbonat CaCO3 dipanaskan dalam ruang hampa yang tertutup rapat hingga terurai seluruhnya menjadi kalsium oksida CaO dan gas karbon dioksida CO2.
Jika setelah pemanasan terbentuk 28 gram kalsium oksida, tentukan berapa volume gas karbon dioksida yang dihasilkan jika diketahui massa jenis gas tersebut adalah 1,98 kgm3!
Pembahasan:
Gunakan Prinsip Lavoisier: Massa sebelum pemanasan = Massa sesudah pemanasan.
50 gram CaCO3 = 28 gram CaO + Massa CO2.
Massa CO2 = 50 gram – 28 gram = 22 gram.
Konversi ke Volume: Karena yang ditanya adalah volume, kita gunakan rumus massa jenis ρ=mV.
22 gram = 0,022 kg.
V=mρ=0,022 kg1,98 kg/m3≈0,0111 m3
Jawaban: Massa gas yang dihasilkan adalah 22 gram
7. Sebanyak 16 gram gas metana CH4 dibakar sempurna menggunakan 64 gram gas oksigen O2. Reaksi ini menghasilkan gas karbon dioksida CO2 dan uap air H2O.. Jika massa gas karbon dioksida yang terbentuk adalah 44 gram, hitunglah massa uap air yang dihasilkan dari proses pembakaran tersebut!
Pembahasan:
Persamaan reaksi: Metana+Oksigen→Karbon dioksida+Uap air
Total Massa Reaktan: 16 gram CH4 + 64 gram O2 = 80 gram.
Total Massa Produk: 44 gram CO2 + Massa H2O.
Berdasarkan Hukum Kekekalan Massa: 80 gram = 44 gram + Massa H2O.
Massa H2O = 80 gram – 44 gram = 36 gram.
Jawaban: Massa uap air yang dihasilkan adalah 36 gram.
8. Sebanyak 10 gram magnesium hidroksida Mg(OH)2 direaksikan dengan larutan asam klorida (HCl). Reaksi ini menghasilkan 16,3 gram magnesium klorida MgCl2 dan 6,2 gram uap air H2O. Jika seluruh reaktan habis bereaksi tanpa sisa, hitunglah berapa massa larutan HCl yang digunakan dalam proses tersebut!
Pembahasan:
Berdasarkan prinsip kesetimbangan massa, jumlah massa reaktan harus setara dengan jumlah massa produk yang terbentuk.
Massa Produk: Massa MgCl2 + Massa H2O = 16,3 gram + 6,2 gram = 22,5 gram.
Massa Reaktan: Massa Mg(OH)2 + Massa HCl.
10 gram + Massa HCl = 22,5 gram.
Massa HCl = 22,5 gram – 10 gram = 12,5 gram.
Jawaban: Massa larutan asam klorida (HCl) yang terlibat dalam reaksi adalah 12,5 gram.
9. Sebanyak 5,4 gram logam alumunium (Al) direaksikan dengan gas oksigen O2 untuk menghasilkan senyawa alumunium oksida Al2O3. Jika setelah reaksi berakhir diperoleh 10,2 gram senyawa alumunium oksida dan tidak ada logam yang tersisa, tentukan massa gas oksigen yang telah dikonsumsi dalam reaksi tersebut!
Pembahasan:
Sesuai dengan Hukum Kekekalan Massa, massa sebelum reaksi harus identik dengan massa sesudah reaksi.
Persamaan: Massa Al + Massa O2 = Massa Al2O3
5,4 gram + Massa O2 = 10,2 gram
Massa O2 = 10,2 gram – 5,4 gram = 4,8 gram.
Jawaban: Massa gas oksigen yang bereaksi dengan logam alumunium tersebut adalah 4,8 gram.
Penutup
Semoga contoh soal Hukum Kekekalan Massa dan jawabannya di atas bisa mempermudahmu memahami materi, ya. Setelah ini, jangan lupa mampir ke blog Mamikos untuk mendapatkan artikel materi dan soal mapel Kimia lainnya secara gratis. 💻🎉
Referensi:
Conservation of Mass [Daring]. Tautan: https://www.britannica.com/science/chemical-reaction
Hukum Lavoisier: Pengertian, Bunyi, Rumus, dan Contoh Soal [Daring]. Tautan: https://www.quipper.com/id/blog/mapel/kimia/hukum-laviosier
Law of Conservation of Mass [Daring]. Tautan: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/Introductory_Chemistry/Introductory_Chemistry_(CK-12)/04%3A_Atomic_Structure/4.02%3A_Law_of_Conservation_of_Mass
Pengertian Hukum Kekekalan Massa, Rumus, dan Contoh Soalnya [Daring]. Tautan: https://kumparan.com/kabar-harian/pengertian-hukum-kekekalan-massa-rumus-dan-contoh-soalnya-22lwAq9mZCK
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu:
Kost Dekat UGM Jogja
Kost Dekat UNPAD Jatinangor
Kost Dekat UNDIP Semarang
Kost Dekat UI Depok
Kost Dekat UB Malang
Kost Dekat Unnes Semarang
Kost Dekat UMY Jogja
Kost Dekat UNY Jogja
Kost Dekat UNS Solo
Kost Dekat ITB Bandung
Kost Dekat UMS Solo
Kost Dekat ITS Surabaya
Advertisement
