Awalnya para ahli kimia, bahkan Guy Lussac yang dikenal dengan hukum perbandingan volume-nya, tidak dapat menjelaskan mengapa volume gas pereaksi dan produk merupakan perbandingan bilangan bulat dan sederhana. Ini dikarenakan pada saat itu para ahli Kimia menganggap partikel suatu unsur adalah atom dan partikel-partikel subatom (elektron, proton, netron) belum diketahui. Masalah ini terjawab pada tahun 1811, ketika Amadeo Avogadro, seorang ahli Fisika dari Italia mengungkapkan sebuah hipotesis, yang dipanggil hipotesis Avogadro.
Berdasarkan Hipotesis Avogadro, disebutkan bahwa partikel suatu unsur tidak harus berupa atom yang berdiri sendiri, tetapi dapat berupa gabungan dari beberapa atom yang sama yang disebut molekul unsur.
Dengan dasar ini, Avogadro mengajukan sebuah hipotesis yang berbunyi “pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama pula.”
Jadi dapat disimpulkan bahwa, perbandingan volume zat-zat gas sama dengan perbandingan jumlah molekul dalam reaksi itu atau perbandingan volume zat-zat gas merupakan perbandingan koefisien pada persamaan reaksi setara. Misalnya pada pembentukan air, perbandingan volumenya yang dilakukan Guy Lussac adalah 2:1:2.
(Baca juga: Hukum Perbandingan Tetap Dalam Kimia)
Para ahli Kimia tidak dapat menjelaskannya, karena jika atom berdiri sendiri dan ditulis menggunakan persamaan reaksi perbandingan volumenya akan menjadi 2:1:1.
2H(g) + 1O(g) -> 1H2O(g)
Hal ini tentu tidak sesuai dengan eksperimen yang dilakukan. Tetapi dengan menggunakan hipotesis Avogadro hal ini dapat dijelaskan, karena pada pembentukan air perbandingan tiap molekul hidrogen, oksigen dan air sama dengan perbandingan volume, yakni 2:1:2. Maka proses pembentukan air dapat ditulis dengan persamaan berikut:
2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)
Namun koefisien 1 biasanya tidak ditulis, maka persamaan di atas bisa ditulis:
2H2(g) + O2(g) -> 2H2O(g)
Hukum Avogadro mengatakan bahwa satu mol gas pada keadaan STP menempati volume 22,4 liter, sedangkan satu mol gas mempunyai 6,02 x 1023 partikel dasar (atom atau molekul) suatu zat. Pada hukum Avogadro berlaku hubungan:
volume gas X/volume gas y = jumlah molekul gas X/jumlah molekul gas y = koefisien gas x/koefisien gas y
Contoh:
Pada suhu dan tekanan tertentu, gas H2 bereaksi dengan gas N2 membentuk gas NH3 dengan perbandingan volume 3:1:2. Jika gas hidrogen yang bereaksi sebanyak 7,525 x 1022 molekul, berapakah jumlah molekul amonia yang terbentuk?
Jawab
Menurut hukum Avogadro, pada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama akan sama pula dengan jumlah molekulnya.
H2(g) + 3N2(g) -> 2NH3(g)
3 L 1 L 2L
Jumlah NH3 yang terbentuk = 2VNH3/3VH2 = x/7,52 x 1022
x = 5,02 x 1022 molekul.
