Sejak dulu disadari bahwa dalam reaksi kimia disertai perubahan energi. Hal ini telah dirumuskan oleh Einstein, bahwa massa dapat diubah menjadi energi. Berdasarkan hal itu, Antoine Lavoisier melakukan percobaan untuk menyelidiki apakah perubahan materi juga disertai perubahan massa atau tidak? Sebab sebelumnya, Priestley melakukan percobaan pembakaran terhadap oksida logam yang membuahkan teori flogiston. Menurut teori ini, bila kapur raksa (oksida logam) dibakar akan terbentuk logam raksa dan suatu gas. Gas tersebut dinamakan udara tak berflogiston, yaitu sesuatu yang dilepaskan dari materi yang terbakar. Artinya terjadi pengurangan massa.
apparatus yang digunakan Lavoisier, untuk mengungkapkan Hukum Kekekalan Massa
Untuk mengungkapkan kebenaran teori flogiston, Lavoisier melakukan pembakaran timah dalam dua keadaan, yaitu pada keadaan wadah terbuka dan pada keadaan wadah tertutup. Dari percobaan tersebut ditemukan fakta, bila pembakaran dilakukan dalam wadah terbuka dapat menambah berat zat yang dibakar, tetapi bila pembakaran dilakukan dalam wadah tertutup, (artinya tidak ada materi lain selain yang dibakar) tidak menimbulkan perubahan massa. Menurut Lavoisier, pembakaran dalam wadah terbuka, zat-zat yang terbakar menyerap sesuatu dari udara yang mengakibatkan terjadinya penambahan massa. Sedangkan dalam wadah tertutup, tidak ada materi yang diserap maupun dibebaskan, sehingga massa total zat yang terbakar tidak berubah. Dari percobaan tersebut, Lavoisier menyimpulkan bahwa massa zat-zat sebelum bereaksi sama dengan massa zat-zat setelah bereaksi. Pernyataan Lavoisier tersebut sampai kini dikenal sebagai hukum kekekalan massa, yaitu massa zat-zat sebelum dan sesudah reaksi tidak berubah.
Lavoisier juga menyanggah adanya flogiston sebagaimana dikemukakan oleh Priestley. Menurutnya, pembakaran di udara tak berflogiston (Lavoisier menyebutnya gas oksigen) dihasilkan zat-zat yang sama dengan pembakaran diudara berflogiston. Dari temuan ini, Lavoisier mengemukakan bahwa udara mengandung gas oksigen. Pada saat pembakaran, terjadi reaksi antara zat yang dibakar dengan oksigen di udara. Sebagai gamabaran dari hukum kekekalan massa dalam reaksi kimia adalah sebagai berikut:
- 1,00 g Natrium + 1,54 g Klorin –> 2,54 g Natrium klorida
- 2,00 g Natrium + 3,08 g Klorin –> 5,08 g Natrium klorida
- 3,00 g Natrium + 4,62 g Klorin –> 7,62 g Natrium klorida
Contoh soal Hukum Kekekalan massa
Pada pembakaran magnesium dengan oksigen, 1,52 g magnesium tepat bereaksi dengan 1,00 g oksigen. Berapa gram oksigen yang diperlukan untuk bereaksi dengan 12,2 g magnesium?
Penyelesaian:
Magnesium + Oksigen –> Magnesium oksida
1,52 g magnesium memerlukan 1,00 g oksigen. Maka untuk 12,2 g magnesium diperlukan oksigen sebanyak:
(12,2 g magnesium/ 1,52 g magnesium ). 1,00 g oksigen = 8,03 g Oksigen
Menurut Einstein, massa dapat diubah menjadi bentuk energi dengan persamaan E=mc2. Tapi, persamaan ini berlaku bagi massa yang bergerak dengan kecepatan setara dengan kecepatan cahaya. Dilain pihak hasil penelitian terhadap perubahan massa yang dilakukan oleh Landolt, pakar kimia Jerman, menemukan bahwa pada reaksi kimia yang melepaskan energi terjadi perubahan massa sebesar satu persepuluh juta bagian lebih kecil dari kesalahan pengukuran. Karena itu, dalam reaksi kimia biasa, perubahan massa menjadi energi dapat diabaikan.