Bagaimana Memecahkan Masalah Hukum Kekekalan Massa Mass

Hukum Kekekalan Massa merevolusi studi kimia dan merupakan salah satu prinsip terpentingnya. Meskipun ditemukan oleh banyak peneliti, formulasinya paling sering dikaitkan dengan ilmuwan Prancis Antoine Lavoisier dan kadang-kadang dinamai menurut namanya. Hukumnya sederhana: Atom dalam sistem tertutup tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Dalam suatu reaksi atau rangkaian reaksi, massa total reaktan harus sama dengan massa total produk. Dalam hal massa, panah dalam persamaan reaksi menjadi tanda sama dengan, yang sangat membantu dalam hal melacak jumlah senyawa dalam reaksi kompleks.

TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)

Menyeimbangkan persamaan kimia mengakui bahwa kedua sisi persamaan harus mengandung jumlah atom yang sama dari setiap elemen, jadi ini adalah salah satu cara untuk menyelesaikan kekekalan massa. Anda juga dapat menggunakan kekekalan massa untuk menemukan massa zat terlarut dalam larutan.

Tidak ada materi yang dapat masuk atau keluar dari sistem tertutup, tetapi energi dapat lewat dengan bebas. Suhu di dalam sistem tertutup dapat berubah, dan sistem tertutup dapat disinari dengan sinar-X atau gelombang mikro. Anda tidak perlu mempertimbangkan energi yang dilepaskan selama reaksi eksotermik atau diserap selama reaksi endoterm ketika mengukur massa sebelum dan sesudah reaksi. Beberapa senyawa dapat berubah keadaan, dan beberapa gas dapat dihasilkan dari padatan dan cairan, tetapi satu-satunya parameter yang penting adalah massa total semua senyawa yang terlibat. Itu harus tetap sama.

Fakta bahwa sebatang kayu lebih beratnya setelah dibakar adalah suatu misteri sampai para ilmuwan memahami prinsip kekekalan massa. Karena massa tidak dapat hilang, ia harus berubah menjadi bentuk lain, dan itulah yang terjadi. Selama pembakaran, kayu bergabung dengan oksigen untuk menghasilkan arang dan jelaga, dan mengeluarkan gas seperti karbon dioksida dan karbon monoksida. Anda dapat menghitung massa total gas-gas ini dengan menimbang kayu gelondongan sebelum dibakar dan produk karbon padat yang tersisa setelah api padam. Perbedaan berat ini harus sama dengan berat total gas yang naik ke cerobong asap. Ini adalah ide dasar di balik solusi dari semua masalah kekekalan massa.

Persamaan kimia yang seimbang adalah persamaan yang menunjukkan bahwa atom, seperti massa pada umumnya, tidak diciptakan atau dimusnahkan selama reaksi, yang dijelaskan oleh persamaan. Menyetarakan persamaan reaksi adalah salah satu cara untuk menyelesaikan masalah kekekalan massa. Untuk melakukan ini, Anda mengenali bahwa kedua sisi persamaan mengandung jumlah atom yang sama dari setiap elemen yang terlibat dalam reaksi.

Misalnya, persamaan tidak seimbang untuk pembentukan karat, yang merupakan kombinasi besi dengan oksigen untuk menghasilkan oksida besi, terlihat seperti ini:

Fe + O₂ --> Fe₂HAI₃

Persamaan ini tidak seimbang karena kedua sisi mengandung jumlah atom besi dan oksigen yang berbeda. Untuk menyetarakannya, kalikan setiap reaktan dan produk dengan koefisien yang menghasilkan jumlah atom yang sama dari setiap elemen di kedua sisi:

4Fe + 3O₂ --> 2Fe₂2O₃

Perhatikan bahwa jumlah atom dalam suatu senyawa, yang diwakili oleh subskrip dalam rumus kimia, tidak pernah berubah. Anda hanya dapat menyetarakan persamaan dengan memodifikasi koefisien.

Anda tidak perlu mengetahui persamaan kimia untuk suatu reaksi untuk menyelesaikan kekekalan massa. Misalnya, jika Anda melarutkan dua atau lebih senyawa dalam air, Anda tahu bahwa massa bahan harus sama dengan massa total larutan. Sebagai contoh bagaimana hal ini dapat berguna, pertimbangkan seorang siswa yang menimbang bobot tertentu dari dua senyawa untuk ditambahkan ke sejumlah air yang diketahui dan kemudian menumpahkan sejumlah kecil salah satu senyawa sambil memindahkannya ke larutan. Dengan menimbang solusi akhir, siswa dapat mengetahui dengan tepat berapa banyak senyawa yang hilang.

Jika reaktan tertentu bergabung untuk menghasilkan produk yang diketahui dan persamaan reaksi yang setara diketahui, mungkin untuk menghitung massa yang hilang dari salah satu reaktan atau produk jika semua yang lain adalah diketahui. Misalnya, karbon tetraklorida dan brom bergabung membentuk dibromodiklormetana dan gas klor. Persamaan setara untuk reaksi ini adalah:

CCl₄ + Br₂ --> CBr₂Cl₂ + Cl2

Jika Anda mengetahui massa masing-masing reaktan dan dapat mengukur massa salah satu produk, Anda dapat menghitung massa produk lainnya. Demikian pula, jika Anda mengukur massa produk dan salah satu reaktan, Anda segera mengetahui massa reaktan lainnya.

Seorang siswa menggabungkan 154 gram karbon tetraklorida dan jumlah bromin yang tidak diketahui dalam wadah tertutup untuk menghasilkan 243 gram dibromodiklormetana dan 71 gram klorin. Berapa banyak klorin yang digunakan dalam reaksi, dengan asumsi reaktan digunakan sepenuhnya u__p?

Karena massa kekal, kita dapat membuat persamaan di mana x mewakili jumlah bromin yang tidak diketahui:

154g + x = 243g + 71g

x = massa brom yang dikonsumsi dalam reaksi = 150 gram