Kekekalan massa

Bakar 16.04 g metana dalam 64.00 g oksigen dan kamu memperoleh 44.01 g karbon dioksida serta 36.03 g air: totalnya 80.04 g sebelum maupun sesudah reaksi.

Memuat

Seret untuk memutar. Gulir atau rapatkan dan renggangkan dua jari untuk mengatur zoom.

Tumpukan massa sebelum dan sesudah reaksi. Blok bergaris menandai gas. Buka tutupnya, dan timbangan tidak lagi menghitung gas yang keluar atau masuk.

Sebatang kayu memiliki massa beberapa kilogram, tetapi setelah dibakar, abunya jauh lebih ringan. Paku yang dibiarkan di luar menjadi lebih berat saat berkarat. Selama berabad-abad, kedua hal ini membuat orang mengira materi dapat lenyap dalam sebagian reaksi dan muncul dalam reaksi lainnya. Ternyata, penyebabnya sama: gas tidak ikut ditimbang. Asap dan karbon dioksida meninggalkan api, sedangkan oksigen dari udara bergabung dengan besi.

Lavoisier dan labu tertutup rapat

Latar belakangKimiawan Prancis Antoine-Laurent Lavoisier menjawab persoalan itu dengan menimbang semuanya, termasuk udara. Dalam tulisan untuk Akademi Sains bertanggal 1774 yang diterbitkan pada 1777, ia menjelaskan pemanasan timah di dalam wadah kaca tertutup rapat. Massa padatan di dalam wadah bertambah, sementara massa udara yang terkurung bersamanya berkurang dengan jumlah persis sama. Jadi, massa seluruh wadah tetap seperti semula. Tambahan massa logam berasal dari udara. Dalam buku pelajarannya, Traité élémentaire de chimie, tahun 1789, ia menyatakan bahwa pada setiap proses, jumlah materi sebelum dan sesudahnya selalu sama. Lavoisier dihukum mati pada 1794 saat Revolusi Prancis, tetapi hukumnya tetap bertahan.

Kini aturan itu disebut hukum kekekalan massa, atau kekekalan materi: tidak ada perubahan yang terdeteksi pada jumlah total materi ketika suatu jenis materi berubah menjadi jenis lain. Persamaan setara menyatakan hukum yang sama dalam hitungan atom. Atom tidak diciptakan atau dimusnahkan dalam reaksi kimia. Jadi, jika jumlah atomnya setara, massanya pun harus sama.

Dari atom ke gram

Untuk mengubah persamaan menjadi besaran massa, kimiawan menghitung dalam mol. Satu mol berisi 6.02214076 × 10²³ partikel, nilai yang ditetapkan secara eksak dalam Sistem Satuan Internasional. Massa satu mol suatu zat, yaitu massa molarnya, merupakan jumlah massa atom relatif dalam rumusnya yang dinyatakan dalam gram. Dengan massa atom relatif IUPAC 1.008 untuk hidrogen, 12.011 untuk karbon, dan 15.999 untuk oksigen, massa molar metana CH₄ adalah 12.011 + 4 × 1.008 = 16.043 g per mol, O₂ sebesar 31.998 g, CO₂ sebesar 44.009 g, dan H₂O sebesar 18.015 g.

Sekarang baca CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O dalam mol. Satu mol metana, 16.043 g, bereaksi dengan dua mol oksigen, 63.996 g, sehingga totalnya 80.039 g. Produknya adalah satu mol CO₂, 44.009 g, dan dua mol air, 36.030 g, yang juga berjumlah 80.039 g. Gerakkan penggeser jumlah di laboratorium. Kedua kolom bertambah bersama dan totalnya selalu sama.

Mengapa wadah terbuka seolah melanggar hukum ini

Pilih kalsium karbonat di laboratorium. Ketika dipanaskan kuat, 100.09 g zat ini menghasilkan 56.08 g kalsium oksida dan 44.01 g gas karbon dioksida. Dalam wadah tertutup rapat, timbangan menunjukkan 100.09 g pada akhir reaksi. Saat tutup dibuka, gas keluar dan timbangan hanya menunjukkan 56.08 g. Soda kue dan cuka mengalami hal yang sama, kehilangan massa berupa gelembung karbon dioksida. Timah justru sebaliknya: dalam wadah terbuka, timah mengambil oksigen dari udara sehingga massa padatannya bertambah, persis seperti yang diukur Lavoisier. Dalam semua kasus, massa yang hilang atau bertambah berasal dari gas, dan semua atom tetap terhitung.

Berapa massa molar air, H₂O, hingga satu angka desimal?
16.04 g metana terbakar dalam 64.00 g oksigen. Berapa massa total produk dalam gram?
Pemanasan 100.09 g CaCO₃ menghasilkan 56.08 g CaO. Berapa gram CO₂ yang terbentuk?
Mengapa pembakaran kayu menyisakan abu yang lebih ringan?
- Gas seperti CO₂ lepas ke udara
- Massa dimusnahkan oleh api
- Kalor memiliki massa negatif
- Abu tersusun dari atom baru
Timah yang dipanaskan dalam wadah terbuka bertambah massanya karena…
- Bergabung dengan oksigen dari udara
- Kalor menambah massa
- Atom timah membelah
- Air mengembun di permukaannya
Pada tahun berapa Traité élémentaire de chimie karya Lavoisier diterbitkan?
Berapa jumlah partikel dalam satu mol?
- 6.02214076 × 10²³
- 1,000
- 6.02 × 10¹⁰
- 100
2 mol H₂ bereaksi sempurna dengan O₂ (2H₂ + O₂ → 2H₂O). Kira-kira berapa gram air yang terbentuk?
Soda kue dan cuka bereaksi dalam cangkir terbuka. Setelah reaksi, timbangan menunjukkan angka yang…
- Lebih rendah, karena CO₂ lepas
- Lebih tinggi, karena busa berat
- Persis sama
- Nol

Poin penting

Massa total sama sebelum dan sesudah reaksi (Lavoisier, 1789).
Massa molar = jumlah massa atom relatif dalam gram; satu mol berisi 6.02214076 × 10²³ partikel.
Wadah terbuka kehilangan atau menerima gas, sehingga hasil penimbangan berubah meskipun atomnya tetap sama.

Sumber kursus ini (14)

OpenStax Chemistry 2e (openstax.org/books/chemistry-2e): 1.2 law of conservation of matter, 1.3 chemical change (rust, combustion, cooking and rotting)
4.1 balancing by inspection (CH4 + 2O2, 2H2O to 2H2 + O2, 2N2 + 5O2 to 2N2O5)
4.2 precipitation (PbI2 from KI and Pb(NO3)2, AgCl insoluble)
redox (Na + Cl2, copper wire in silver nitrate)
combustion, 5.1 specific heat of water 4.184 J/g °C, 5.3 enthalpy (ΔH < 0 exothermic; ΔHc CH4 −890.8, H2 −285.8, ethanol −1366.8, methanol −726.1 kJ/mol; 1.00 L isooctane 33,100 kJ; ozone formation endothermic)
12.2 factors affecting rates (sodium and iron in air, calcium and sodium in water, sawdust, rate roughly doubles per 10 °C, phosphorus in pure oxygen, air about 20% oxygen, H2O2 decomposition)
12.5 collision theory and Arrhenius equation (R = 8.314 J/mol/K, catalytic converters)
12.7 catalysis and enzymes
NIST Chemistry WebBook methane ΔcH°gas −890.7 ± 0.4 kJ/mol (webbook.nist.gov)
NIST CODATA Avogadro constant 6.022 140 76 × 10²³ mol⁻¹ exact (physics.nist.gov)
IUPAC CIAAW abridged standard atomic weights (H 1.0080, C 12.011, N 14.007, O 15.999, Na 22.990, Ca 40.078, Fe 55.845, Sn 118.71; ciaaw.org)
ACS International Historic Chemical Landmark, The Chemical Revolution of Antoine-Laurent Lavoisier (acs.org, Traité élémentaire de chimie 1789, quotation on conservation of mass)
Lavoisier, memoir on the calcination of tin in closed vessels, Mémoires de l'Académie Royale des Sciences for 1774, published 1777 (via web.lemoyne.edu/giunta/classicalcs/lavoisier.html)
PubChem sodium bicarbonate and acetic acid pages (pubchem.ncbi.nlm.nih.gov).

Diperiksa: 2026-10-17