Tekanan Uap Air di bawah 100 c Panas Mol (1)

Tekanan Uap Air di bawah 100°c Panas Molar dari Penguapan (M-4)

Riska Tri Handayani(140310150041)*, Nuraini Nafisah (140310150081)

Selasa , 15.00 – 17.00 WIB 30 April 2018

Asisten : Intan Oktaviani

Abstrak

Dalam   kehidupan   sehari­hari   ketika   sering   menemui   perubahan   wujud   zat   salah   satu contohnya   adalah   perubahan   wujud   zat   cair   menjadi   uap   atau   yang   disebut   dengan penguapan. Proses penguapan dipengaruhi oleh temperatur dan tekanan sebagaimana pada persamaan   claussius­clapeyron   yang   menghubungakan   tekanan   dan   temperatur   untuk menyelidiki tekanan uap air dibawah 100°c. Oleh karena itu pada percobaan ini bertujuan untuk menyelidiki tekanan uap air pada 40­85°c serta menentukan nilai rata­rata untuk penguapan panas dengan melakukan demineralisasi air setelah itu dimasukan ke dalam labu 3 leher lalu memanaskannya kembal sehingga didapat data temperatur dan tekanan yang nilainya memiliki hubungan yang sebanding yaitu semakin besar temperatur maka tekanan juga   akan   semakin   besar   sesuai   persamaan   gas   ideal   bahwa   P   v   =   nRT.   Selain   itu didapatkan pula panas molar sebesar 15324,27 Joule, panas molar ini merupakan panas yang dibutuhkan zat untuk mengubah fasa cair menjadi fasa uap. Dan nilai KSR yang didapat adalah 62,8%, kesalahan ini dapat disebabka oleh air yang belum terdemineralisasi sempurna sehingga mempengaruhi proses penguapan. 

Kata kunci: penguapan, claussius­clapeyron, tekanan, temperatur

I. Pendahuluan

Dalam   kehidupan   sehari­hari   kita   sering menemukan perubahan wujud zat seperti perubahan wujud zat cair menjadi gas atau uap. Perubahan wujud zat ini dipengaruhi oleh fasa yang merupakan bagian dari sistem dengan komposisi kimia dan fisika yang sama. Proses perubahan zat cair juga dipengaruhi oleh perubahan tekanan dan temperatur  sebagaimana pada persamaanclaussius­clapeyron yang menghubungakan tekanan   dan   temperatur   untuk   menyelidiki   tekanan uap   air   dibawah   100°c.   Oleh   karena   itu   pada percobaan   ini   bertujuan   untuk   menyelidiki   tekanan uap air pada 40­85°c serta menentukan nilai rata­rata untuk penguapan panas.

Tekanan merupakan suatu istilah yang digunakan untuk mengukur kekuatan dari suatu zat cair atau gas. Semakin   tinggi   tekanan   disuatu   tempat   maka temperatur pada tempat tersebut juga akan semakin besar.   Terdapat   2   jenis   tekanan   yaitu   tekanan hidrostatis dan tekanan udara[2]_{. Tekanan hidrostatis}

merupakan tekanan yang zat cair pada keadaan diam yang dapat dinyatakan dengan persamaan :

P  = � g h  (1)

Sedangkan   tekanan   udara   adalah   tekanan   yang menggerakan massa udara dalam setiap satuan luas tertentu yang dapat dinyatakan dalam persamaan:]

P = 

F

A

(2)

Temperatur merupakan  ukuran  mengenai  panas dinginnya   suatu   zat/   benda.   Temperatur   dapat mengubah   sifat   zat   contohnya   mengubah   zat   cair menjadi  uap.

Gambar 1. Nilai temperatur untuk berbagai kondisi

Proses perubahan wujud zat yang lain dapat diketahui dari diagram fasa sebagai berikut:

Gambar 2. Diagram P-T[3]

Hubungan tekanan dan temperatur pada percobaan ini dapat diungkapkan dalam persamaan claussius-clapeyron. Bila dua fasa dalam sistem satu komponen berada dalam kesetimbangan, kedua fasa tersebut mempunyai energi Gibbs molar yang sama. Pada sistem yang memiliki fasa α dan β,[1]

Gα = Gβ (3)

Jika tekanan dan suhu diubah dengan tetap menjaga kesetimbangan, maka

dGα = dGβ (4) entalpi penguapan, sublimasi,peleburan maupun transisi antara dua padat.[1]

ΔH

_sublimasi

=

ΔH

_peleburan

+

ΔH

_{penguapan (10)} Untuk   peristiwa   penguapan   dan   sublimasi, Clausius menunjukkan bahwa persamaan Clapeyron dapat disederhanakan dengan mengandaikan uapnya mengikuti hukum gas ideal dan mengabaikan volume

cairan (Vl) yang jauh lebih kecil dari volume uap (Vg). [1] clapeyron, dapat juga diungkapkan dalam persamaan :

ln

P

=

λ

RT

(18)

Dimana

P

=

P

₀

−

P

_read

+

P

_awal (19)

III. Metode Penelitian

Alat dan bahan

Alat- alat percobaan dalam percobaan ini adalah

Gambar 3.Susunan alat percobaan tekanan uap air di bawah 100 °C panas molar dari penguapan

Metode eksperimen

IV. Data dan Analisis

Rumus yang digunakan

Menghitung P (tekanan)

P = P0 – Ppembaca – Pawal (20)

Menghitung panas molar (λ)

λ = m. R (21)

dengan m adalah at (gradien) dari grafik temperatur terhadap tekanan.

Menghitung KSR

KSR =

|

λlit

_λ

−

λ

lit

|

x 100%

(22)

Data percobaan

Tabel 1. Hasil pengamatan tekanan, temperatur dan panas molar

Gambar 4. Grafik ln P terhadap 1/T

Keterangan:

P

= Tekanan (Pa) T = Temperatur (K)

λ =  Panas molar (J)

Contoh   perhitungan   (diambil   contoh   data   pertama tabel 1):

1. Menghitung

P

:

Dengan persamaan (20) didapat

P

=

101325

Pa

2. Menghitung

lnP

Ln P = ln (101325) = 11,52609 Pa

3. Mengitung 1/T

1/T = (1 /313) = 0,003195 1/K

4. Menghitung KSR

Dengan persamaan (22) didapatkan KSR = 62,80517%

Analisis Data

manometer dan termometer. Selain itu, dihubungkan pula dengan pompa vakum untuk mengurangi uap air karena uap air ini akan terus meningkat. 

Pada percobaan akan didapatkan nilai tekanan dan temperatur   yang   berbanding   lurus   artinya   bahwa semakin besar temperatur air yang dipanaskan maka tekanannya   akan   meningkat   karena   ketika   air dipanaskan   maka   air   akan   mencapai   titik   didihnya kemudian akan berubah fasa menjadi uap/gas. Hal ini sesuai dengan persamaan gas ideal bahwa Pv = n RT, terlihat   bahwa   semakin   besar   temperatur   maka tekanan   juga   akan   semakin   besar.   Selain   itu, berdasarkan   hubungan   claussius­clapeyron   bahwa tekanan   beberapa   zat   akan   meningkat   secara   linier dengan meningkatnya temperatur yang diungkapkan

dalam   persamaan    

ln

P

=

λ

RT

  sehingga   untuk

grafik hubungan ln P terhadap 1/T akan berbanding lurus. Dengan adanya kenaikan temperatur, tekanan uap   akan   melebihi   tekanan   atmosferik   dan   akan mengangkat cairan dalam bentuk uap sehingga untuk menentukan   tekanan   dapat   dihitung   dengan persamaan (20) . Dan nilai λ merupakan panas molar yaitu   panas   yang   dibutuhkan   zat   untuk   menaikan temperatur zat dalam kelvin sehingga dengan adanya panas molar ini maka zat cair akan berubah fasa dari cair ke fasa uap. Dan didapatkan nilai panas molarnya sebesar   15324,27   J.   Jika   proses   ini   terjadi   pada kondisi   vakum   (tekanan   1   atm)   maka   air   akan menguap   pada   suhu   100°c,   sedangkan   jika   tidak berada   dalam   kondisi   vakum   (   tekanannya   tidak   1 atm) maka air dapat menguap dibawah suhu 100°c karena pada percobaan labu labu disimpan/dinaikkan sehingga berada diatas permukaan air. Hal inilah yang menyebabkan air akan lebih cepat menguap meskipun suhunya belum mencapai 100°c. Pada percobaan ini didapatkan   nilai   KSR   =   62,80157%.   Kesalahan   ini dapat   disebabkan   oleh   air   yang   belum terdemineralisasi   sempurna   sehingga   air   masih memiliki   kandungan   mineral   lain   yang   dapat mempengaruhi proses penguapan air. 

V. Simpulan

1. Tekanan uap air pada temperatur 40°c - 85°c didapatkan bahwa nilai tekanan akan semakin besar dengan naiknya temperatur sesuai persamaan gas ideal bahwa PV = n RT

2. Berdasarkan persamaan claussius-clapeyron bahwa tekanan beberapa zat akan meingkat secara linear dengan meningkatnya temperatur. Sehingga nilai ln P akan berbanding lurus dengan 1/T sesuai

persamaan

ln

P

=

λ

RT

3. Nilai rata-rata penguapan panas pada percobaan ini adalah 15324,27 Joule atau 15,32427 KJ. Nilai rata-rata penguapan panas ini digunakan untuk mengubah fasa zat cair menjadi fasa uap.

Daftar Pustaka

[1] Fitriani. 2005. Kesetimbangan Fasa.

https://thekicker96.wordpress.com/kesetimba ngan-fasa/. ( diakses 28 April 2018 12:44 WIB)

[2] Tekanan uap air . 2014. 

http://www.ilmukimia.org/2014/11/tekanan­ uap­air­larutan.html  (diakses 28 April 2018  11.30)

[3] Perubahan wujud zat. 2013.