ACFrOgA7zT7Shxi24smyoew5iOZr-ruU9yivKvcios3h2Nc9F yEwKp0q5viUQkjlkjy9R0RzyVE02f4DL4IZBPHq64zWkKew85KEeIQffSTvxvUHX-kbZ4rkLgY0tE=

GAS & SIFAT-SIFATNYA
Husna Amalya Melati, S.Si, M.Si
Wujud Materi
Padat
Cair
Gas
Gaya interaksi antar atom : G<C<P
Sifat-sifat Gas
•Memiliki tekanan
•Memiliki rapatan yang kecil
•Bersifat kompresibel
•Diffusi
Jenis Gas
a. Gas Ideal
Gas yang mengikuti secara sempurna
hukum-hukum gas
b. Gas Non Ideal atau Nyata
Gas yang hanya mengikuti hukum-hukum gas
pada tekanan rendah
Gas ideal asumsi molekul tidak tarik-menarik
(vol molekul = vol ruang)
Persamaan Keadaan
Sifat Dasar u/mempelajari gas :
Tekanan (P)
Gaya persatuan luas (Pascal)
P=hdg
d ln P = - M.g/RT dh
ln P2/P0 = -M.g.h/RT
Suhu (T)
Sifat yang menunjukkan arah aliran energi (K)
pV = n RT
Satuan tekanan
• atm, torr (1 torr = 1 mm), pascal
2
(N/m ), bar.
5
2
• 1 atm = 1,0135.10 N/m
2
• 1 torr = 133,3224 N/m
5
2
• 1 bar = 1.10 N/m
Hukum-Hukum Gas
1. Hukum Boyle (1662) isoterm
Pada n dan T tetap
P ∝ 1/ V
atau
V = K1/P
PV = K1
P1V1 = P2V2 = K2 atau P1/P2 = V2/V1
V = volume gas
P = Tekanan Gas
K1 = Tetapan yang besarnya tergantung T, W, jenis gas, dan
satuan P dan V
K2 = Tetapan
Hukum-Hukum Gas
2. Hukum Charles atau Gay Lussac isobar
• Charles (1787) gas-gas H2, udara, CO2 dan O2
berkembang dengan jml vol yg sama pada
pemanasan 0-80C pada P tetap
• Gay Lussac semua gas pada pemanasan dg P
tetap, vol nya bertambah 1/273,15 x vol nya pada
0C
Pada n dan P tetap
V ∝ T V = K2.T atau V/T = K2
V1/T1 = V2/T2
Hukum-Hukum Gas
3. Hukum Boyle-Gay Lussac
Keadaan I
Keadaan II
Gas
Gas
V1, P1, T1
V2, P2, T2
(isoterm)
A
B
Keadaan Peralihan
Vx, P2, T1
• P1V1/T1 = P2V2/T2 = K
• PV/T = K3
(isobar)
Hukum-Hukum Gas
Tetapan Gas Umum (R)
PV = KT
Pada P dan T tertentu, K ∝ V atau mol gas
K = n R PV = nRT (Persamaan Gas Ideal)
R = 0,08205 L.atm/K.mol
R = 82,05 cc.atm/K.mol
R = 8,314. 107 erg/K.mol
R = 8,314 joule/K.mol
R = 1,987 kal/K.mol
(1 kal = 4,184 J)
Hukum-Hukum Gas
4. Hukum Dalton
Pada T tetap,
P total = jumlah P parsialnya
P total = P1 + P2 + P3 + …….Pn
P total = (n1 + n2 + n3 + …) RT/V
= (nt /V ) RT
nt = n total
Pi = Xi Pt
Hukum-Hukum Gas
Fraksi Mol dan Tekanan Parsial
Jika ada gas A dan B dalam campuran, maka :
na/nt = fraksi mol (X)
Xa = na/nt
Pt = Pa + Pb
Pa = Xa . Pt
Xb = nb/nt
Pb = Xb . Pt
Σxj = 1
Hukum-Hukum Gas
5. Hukum Amagat
Volume Total gas = Jumlah V parsialnya
V total = V1 + V2 + V3 + … Vn
X1 = V1/Vt
X2 = V2/Vt
Hukum-Hukum Gas
6. Hukum Difusi Graham
Pada P dan T tetap, kecepatan /laju difusi
berbagai gas berbanding terbalik dengan akar
rapatnya atau berat molekulnya.
v1/ v2 = √d2/ √d1
Pada P dan T sama, 2 gas mempunyai volume
molar sama
v1/v2 = √d2.Vm/ √d1.Vm = √M2/√M1
Laju difusi = vol difusi/waktu
Persamaan Keadaan
• Persamaan Van der Waals
Persamaan keadaan menyatakan hubungan antara P, V, dan T
VDW memperhitungkan volume yang ditempati molekul gas
dan gaya tarik antar molekul
• Jika V = volume n mol gas
b = volume efektif dari 1 mol gas
maka “volume bebas” dari gas tersebut = (V-nb)
• P = Pi—P’ Pi = P + P’
Pi = tekanan gas ideal
P’ = besarnya pengurangan tekanan
P = tekanan yang terlihat
Persamaan Keadaan
• Sehingga untuk gas nyata berlaku :
• Pi Vi = n RT
(P+P’) (V-nb) = nRT
Dimana P’ = n2a/V2
(P + n2a/V2) (V-nb) = n RT
a= koreksi gaya tarik-menarik (atm L2/mol2)
b= koreksi ukuran efektif/vol excluded (L/mol)
Persamaan Virial
• Dinyatakan sebagai fungsi tekanan atau volume
• pV = RT (1 + B/V + C/V2 + D/V3 + ...)
• pV = RT (1 + B/RT) .p + C/(RT)2 .p2 + D/(RT)3 .p3 +
...)
• Dimana B, C, D,... Koefisien virial ke2, 3, 4 dst
Faktor Kompresibilitas
PV = Z nRT
Z = 1 u/ gas ideal
u/ gas nyata : Z<1 gas lebih kompresibel
Z>1 gas kurang kompresibel
• Sifat ideal didekati oleh gas nyata
pada tekanan rendah, suhu tinggi
• Z tergantung pada T, pada T tinggi , P
rendah Z gas nyata mndekati 1
Berat Molekul Gas
pV=nRT
n = g/Mr atau n = w/M dimana
w = berat gas
M = berat molekul gas
p V = w/M (R T)
M = w R T/ p V
d = w/V dimana d adalah kerapatan/massa jenis gas
M = d R T/P
Cara Menentukan
1. Cara Regnault
Menentukan BM zat pada suhu kamar
berbentuk gas
bola gelas (300-500 mL) kosong ditimbang
kemudian diisi gas dan ditimbang kembali
Cara Menentukan
2. Cara Victor Meyer
Menentukan BM zat cair yang mudah menguap
Tabung A (±50 mL) dimasukkan tabung C
Tabung B diisi zat cair dengan td ±30°C > zat yang
akan ditentukan Bmnya
Air dipanaskan hingga permukaan air di buret D
tetap
Zat cair dimasukkan ke tab A lewat tab C dalam
ampul E
Ampul pecah uap mendesak air di D
Cara Menentukan
p = patm – pH2O
M = W RT/pV
M = W RT/(patm-pH2O) V
Cara Menentukan
3. Cara Limiting Density
pV=n RT
p V = w/M (R T)
p = w/V (R T/M)
= d R T/M
d/p = M/RT tetap
Persamaan Van der Waals
• Pada tekanan rendah, P ideal = P
(p + n2a/V2) (V-nb) = n RT
p (V-nb) = n RT
Atau pV = n(RT + bp) = W/M (RT+bp)
p = W/V (RT/M + bp/M) = d (RT/M + bp/M)
d/p = M/ RT+bp = M/RT : 1+bp/RT
Pada tekanan rendah (1+bp/RT)-1 = (1-bp/RT)
d/p = M/RT (1-bp/RT) = M/RT – Mb/(RT)2 . P
Persamaan Van der Waals
• Plot d/p terhadap p linier
• Slope = -Mb/(RT)2
• Intersep = M/RT
• Berat molekul diperoleh dari intersep,
karena hanya pda p = 0, gas bersifat ideal
dan M tidak bergantung pada p
Contoh soal
• Kerapatan NH3 yang diamati pada 275C dan
berbagai tekanan disebutkan di bawah ini.
Hitung bobot molekul NH3 dengan membuat
plot d/p terhadap p.
p(atm)
125,4
181,0
228,2
313,9
380
d (kg /L)
0,0548
0,085
0,1133
0,17
0,2125
d/p .10-4
4,37
4,696
4,965
5,416
5,59
• d/p utk gas ideal tetap, tergantung p
• Untuk gas nyata, d/p berubah linear thd
p dan dapat diekstrapolasikan pada p =
0
• Pada p ini berlaku
(d/p)p=0 = M/RT
M = RT (d/p)p=0