6. Nitrogen (N) dan silikon (Si) membentuk senyawa biner dengan komposisi berikut. Senyawa Massa % N Massa % Si 1 33,28 66,72 2 39,94 60,06 a. Hitunglah massa silikon yang bergabung dengan 1 g nitrogen berdasarkan data tersebut! b. Tunjukkan bahwa senyawa tersebut memenuhi hukum perbandingan berganda. Jika senyawa kedua mempunyai rumus Si,N,, tentukan rumus senyawa pertama! 

Pada soal terdapat senyawa yang mengandung N dan Si dengan data persen massa unsur. Pertanyaannya adalah massa silikon yang bereaksi dengan 1 gram nitrogen dan menentukan rumus senyawa pertama berdasarkan hukum perbandingan berganda. Hukum ini adalah salah satu hukum dasar kimia. Oleh sebab itu, konsep yang dibahas dalam soal ini adalah Hukum Dasar Kimia.

Identifikasi Konsep

Hukum perbandingan berganda yang diusulkan Dalton menyatakan bahwa “Jika terdapat dua unsur yang dapat membentuk dua senyawa atau lebih dan massa salah satu unsurnya sama, maka perbandingan unsur lainnya merupakan bilangan bulat yang sederhana”. Kita asumsikan massa senyawanya adalah 100 gram, sehingga unsur N dan Si dapat membentuk dua senyawa berbeda dengan komposisi massa unsurnya sebagai berikut.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-188/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOFGSEYR/51.png" />

Pada tabel di atas, kedua unsurnya memiliki massa yang berbeda-beda. Untuk membuktikan bahwa kedua senyawa mengikuti hukum perbandingan berganda, kita harus membuat salah satu unsurnya bermassa sama. Misalnya, kita ingin unsur N berjumlah sama dengan cara mengkali N dan Si pada senyawa 1 dengan faktor 1,2 sehingga senyawa 1 dan 2 memiliki unsur S dengan massa 39,94 gram. Secara jelasnya dapat ditunjukkan pada tabel seperti ini.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-7/ChapId-70/LessonId-188/ModuleId-2/QuestionCode-21HIOFGSEYR/52.png" />

Dari tabel di atas, kita bisa tahu bahwa ketika massa unsur N sama, massa unsur Si dalam senyawa 1 merupakan kelipatan dari senyawa 2. Hal ini sesuai dengan hukum perbandingan berganda yang dinyatakan oleh Dalton. Jadinya, hukum perbandingan berganda berlaku untuk senyawa tersebut.

Diketahui dari soal:
A. Massa N = 1 gram
B. Rumus senyawa 2 = \(Si_3N_2\)

Ditanya:
A. Massa silikon yang bergabung dengan 1 gram nitrogen?
B. Rumus senyawa 1?

<b>A. Menentukan massa Si yang bergabung dengan N</b>
Massa Si dapat dicari dengan perbandingan massa kedua unsur dalam senyawa tersebut. Berikut ini adalah perhitungannya.

Senyawa 1
\(Massa\ Si= \frac{\%\ massa\ Si}{\%\ massa\ N}\ .\ Massa\ N\)
\(Massa\ Si= \frac{33,28\%}{66,72\%}\ .\ 1\ gram\)
\(Massa\ Si= 0,498\ gram\)
\(Massa\ Si≈ 0,5\ gram\)

Senyawa 2
\(Massa\ Si= \frac{\%\ massa\ Si}{\%\ massa\ N}\ .\ Massa\ N\)
\(Massa\ Si= \frac{39,94\%}{60,06\%}\ .\ 1\ gram\)
\(Massa\ Si= 0,665\ gram\)

<b>B. Menentukan rumus senyawa 1</b>
Kita telah membuktikan bahwa kedua senyawa berlaku hukum perbandingan berganda. Untuk massa N yang sama, perbandingan massa Si pada senyawa 1 dan 2 adalah 4 : 3. Jika rumus senyawa 2 adalah \(Si_3N_2\), jumlah Si pada senyawa tersebut dianggap 3 mol. Maka, senyawa 1 mengandung Si sebanyak 4/3 kali jumlah Si dalam senyawa 2. 

\(Mol\ Si\ senyawa\ 1= \frac{4}{3}\ mol\ Si\ senyawa 2\)
\(Mol\ Si\ senyawa\ 1= \frac{4}{3}\ 3\ mol\)
\(Mol\ Si\ senyawa\ 1= 4\ mol\)

Dengan begitu, rumus senyawa 1 adalah \(Si_4N_2\).

Pembahasan Identifikasi Konsep dan Solusi

Jadi, massa Si yang bergabung dengan 1 gram N adalah 0,5 gram untuk senyawa 1 dan 0,665 gram untuk senyawa 2. Hukum perbandingan berganda berlaku untuk senyawa 1 dan 2 yang ditunjukkan adanya perbandingan massa unsur berkelipatan saat unsur lainnya bermassa sama. Kemudian, rumus senyawa 1 pada soal di atas adalah \(Si_4N_2\).