Sifat Gas, Hukum Gas Ideal Dan Nyata (Eliza)

A.

A. SifSifat-at-sisifat Gfat Gas daas dan Camn Campurpuran Gaan Gass

Gas merupakan molekul-molekul yang bergerak ke segala arah, acak namun tetap Gas merupakan molekul-molekul yang bergerak ke segala arah, acak namun tetap  berkesinambungan deng

 berkesinambungan dengan kecepatan yang terus ban kecepatan yang terus bertambah jika temperature dertambah jika temperature dinaikkan. Tinaikkan. Tekanan pekanan padaada gas disebabkan akibat adanya tumbukan terhadap

gas disebabkan akibat adanya tumbukan terhadap dinding bejana dengan molekul-molekul gasdinding bejana dengan molekul-molekul gas tersebut. Perbandingan volume dari molekul-molekul gas dengan

tersebut. Perbandingan volume dari molekul-molekul gas dengan volume yang ditempati oleh gasvolume yang ditempati oleh gas tersebut sangat berbeda jauh. Hal itulah yang menyebabkan gas mempunyai rapat atau massa tersebut sangat berbeda jauh. Hal itulah yang menyebabkan gas mempunyai rapat atau massa jenisjenis yang lebih kecil dibandingkan zat padat atau zat cair, sehingga zat bersifat kompresibel atau mudah yang lebih kecil dibandingkan zat padat atau zat cair, sehingga zat bersifat kompresibel atau mudah ditekan. olekul-molekul gas yang bergerak ke segala arah mnyebabkan gas mudah bercampur ditekan. olekul-molekul gas yang bergerak ke segala arah mnyebabkan gas mudah bercampur dengan gas lainnya. !ifat gas ini disebut difusi.

dengan gas lainnya. !ifat gas ini disebut difusi. Gas dibagi menjadi 2 jenis :

Gas dibagi menjadi 2 jenis : ".

". Gas ideGas ideal # dikataal # dikatakan sebakan sebagai larugai larutan ideatan ideal apabill apabila di dalam campa di dalam campuran tersuran tersebut moebut molekul ylekul yangang  berbeda tidak

 berbeda tidak saling berinteraksi. saling berinteraksi. gaya intermolekul gaya intermolekul diabaikan atau diabaikan atau tidak ada. tidak ada. TumbuTumbukan kan antar antar  molekul dan tumbukan antar molekul dengan dinding bejana adalah lenting sempurna sehingga molekul dan tumbukan antar molekul dengan dinding bejana adalah lenting sempurna sehingga memenuhi persamaan gas sempurna.

memenuhi persamaan gas sempurna. $.

$. Gas nyaGas nyata # ta # didikatkatan sebagan sebagai larutai larutan nyatan nyata a apaapabilbila a di dalam campdi dalam campurauran n tertersebsebut molekut molekul yangul yang  berbeda

 berbeda saling saling berinteraksi atau berinteraksi atau gaya gaya tarik tarik menarik menarik antar antar molekul molekul gas gas nyata nyata yang yang sangat sangat kuatkuat menyebabkan gerakan molekulnya tidak lurus dan tekanan ke

menyebabkan gerakan molekulnya tidak lurus dan tekanan ke dinding menjadi kecil, lebih kecildinding menjadi kecil, lebih kecil dari gas idel

dari gas idel B.

B. HuHukukum-m-HuHukukum Gam Gas Ides Idealal

!emua gas akan semakin mematuhi persamaan gas

!emua gas akan semakin mematuhi persamaan gas ideal ketika tekanannya semakin berkurang danideal ketika tekanannya semakin berkurang dan mendekati nol. Persamaan gas ideal, yaitu

mendekati nol. Persamaan gas ideal, yaitu

%eterangan# %eterangan#

P & tekanan absolut gas 'atm( P & tekanan absolut gas 'atm( ) &volume spesifik gas 'liter( ) &volume spesifik gas 'liter(

* & konstanta gas '+,+$ .atmmol atau

* & konstanta gas '+,+$ .atmmol atau ,/"01%mol(,/"01%mol( T &suhu temperatur absolut gas '%(

T &suhu temperatur absolut gas '%(

2ari persamaan gas ideal tersebut maka hukum-hukum gas terbagi menjadi beberapa bagian yang 2ari persamaan gas ideal tersebut maka hukum-hukum gas terbagi menjadi beberapa bagian yang mengacu pada persamaat gas ideal.

mengacu pada persamaat gas ideal. "

".. HHuukkuum m 33oyoylele

44Volume dari sejumlah gas pada temperature tetap, berbanding terbalik dengan tekanannyaVolume dari sejumlah gas pada temperature tetap, berbanding terbalik dengan tekanannya 55

1ika dibuat grafik, maka akan menghasi

1ika dibuat grafik, maka akan menghasilkan sebuah kurva yang diseblkan sebuah kurva yang disebut kurva isothermal, ut kurva isothermal, yangyang  bersuhu sama.

 bersuhu sama.

Grafik hubungan volume dan tekanan

Grafik hubungan volume dan tekanan gas pada suhu konstan 'isotermal(.gas pada suhu konstan 'isotermal(.  P  P ..V V ==_{n . R . T  n . R . T}  

 P

 P ..V 

V =

=constant 

constant 

PP₁₁V V ₁₁== _P P 2 2V V 22

$. Hukum Gay ussac

4Tekanan gas yang berada dalam bejana tertutup dipertahankan konstan, maka volume gas  sebanding dengan suhu mutlaknya sehingga volume gas meningkat secara linear dengan  peningkatan suhu5 6ntuk gas yang berada dalam dua keadaan seimbang yang berbeda pada

tekanan konstan, diperoleh persamaan sebagai berikut.

7pabila hubungan antara volume dan suhu pada hukum 8harles kita lukiskan dalam grafik, maka hasilnya kurva isobaric yang artinya bertekanan sama.

Grafik hubungan volume dan suhu gas pada tekanan konstan 'isobarik( /. Hukum 7vogadro

4 Pada temperatur dan tekanan konstan, volume gas akan berbanding lurus secara proporsional dengan jumlah mol dari gas tersebut .5

0. Hukum 8harles

4Volume gas dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding lurus dengan  suhu mutlaknya. 5

9. Hukum 3oyle, 8harles, 7vogadro

Gabungan hukum boyle, 8harles dan 7vogadro menjadi satu maka akan membentuk hukum gas ideal dengan persamaan

V 

T 

=constant  V ₁ T  = V ₂ T  V ₁ n1= V ₂ n2

V 

n

=constant  V ∝n

 P

=constant  P1 T 1 = P2 T 2

:. Hukum Graham '2ifusi(

4 Pada temperature dan tekanan tetap, kecepatan difusi berbagai gas berbanding terbalik dengan akar kuadrat rapat jenisnya atau berat molekulnya.”

;. Hokum 2alton 'Teknan Parsial(

4 Pada temperatur tetap, tekanan total suatu campuran gas sama dengan tekanan parsialnya5

. Hokum 7magat ')olume Parsial(

4 Di dalam tiap campuran gas, volume total gas sama dengan jumlah volume parsial masing-masing komponen5

C. Hukum- Hukum Gas Nyata . Persamaan )an 2er <aals

Persamaan )an 2er <aals dasarnya adalah persamaan gas ideal # P.) & n.*.T dengan mempertimbangkan volume yang ditempati oleh molekul-molekul gas dan gaya tarik antara molekul-molekul gas. Hal ini menunjukkan bah=a molekul bergerak tidak di dalam ) melainkan di dalam volume yang lebih kecil yaitu ')-nb(, dengan nb adalah volume total yang ditempati molekul-molekul itu sendiri sehingga P & n.*.T) menjadi P & n.*.T')-nb(. Tekanan gas  bergantung pada frekuensi tabrakan dengan dinding dan gaya setiap tabrakan. 3aik frekuensi maupun gaya tabrakan berkurang akibat gaya tarik yang sebanding dengan kosentrasi molar n) molekul di dalam sampel sehingga tekanan berkurang sebanding dengan kuadrat kosentrasi ini, -a'n)($_{. aka persamaan van der =aals dapat dinyatakan #}

! " # $an% & '%( ) ! '-nb ) * n + , $. Persamaan 3arthelot

 PV 

=

nRT 

[

1+ 9

 PT 

_C  128

 P

_C 

T 

(

1− 6

T 

_C 2

T 

2

)

]

%eterangan#

Pc & tekanan kritis 'atm( Tc &suhu kritis gas '%(

 P .V 

=

n . R . T  

v1 v2 =

√ 

 M 2

√ 

 M 1 v1 v2 =

√ 

 ρ2

√ 

 ρ1

 P

_total=

 P

₁+

 P

₂+

 P

₃+

…

V 

_total=

V 

₁+

V 

₂+

V 

₃+

…

SA /AN 0A1ABAN  "34IC5  BAGIAN A N6. 

Tugas pertama yang diberikan kepada tiap kelompok mahasis=a adalah menjelaskan perbedaan siifat =ujud materi, seperti nama kelompok mereka. 1ika 7nda adalah kelompok gas, jelaskan sifat gas, dan kemudian bandingkan dengan sifat cair dan padat.

• Perbandingan !ifat Padat, 8air dan Gas

"adat Cair Gas

• empunyai bentuk

dan volume tertentu.

• 1arak antar-partikel zat  padat sangat rapat. • Partikel-pertikel zat

 padat tidak dapat  bergerak bebas.

• empunyai volume tertentu,

tetapi tidak mempunyai bentuk yang tetap, bergantung pada media yang digunakan. • 1arak antar-partikel zat cair

lebih renggang.

• Partikel-pertikel zat cair dapat  bergerak bebas namun terbatas.

• Tidak mempunyai

volume dan bentuk yang tertentu.

• 1arak antar-partikel gas sangat renggang.

• Partikel-partikel gas dapat bergerak sangat  bebas.

N6. 7

!ebuah tabung "$  akan diisi dengan gas >$, dengan cara mengalirkan gas tersebut dari tabung "  dengan tekanan $+ atm. 2engan mengasumsikan bah=a gas adalah gas ideal, hukum siapakah yang  bisa 7nda gunakan untuk menetukan tekanan akhir dari gas >$ ini? 1ika gas nyata, bagaimanakah

caranya kita mendapatkan tekanan akhir gas tersebut? Terangkan juga hukum-hukum gas ideal yang lain, baik untuk gas ideal ataupun hukum gas n yata.

• 6ntuk menentukan tekanan akhir dari gas >_$dengan asumsi bah=a suhu a=al dan akhir tetap, maka dapat digunakan hukum boyle #

2ik #

V 

1=12

 L

V 2=1 L  P₁=_20atm 2it # P2=? 1a=ab #  P1V 1= P2V 2 20.1=

 P

₂1 2  P1V 1= P2V 2

 P

2=1,67

at m

• 1ika gas tersebut adalah gas nyata, tekanan akhir dapat dicari menggunakan persamaan )an der 

<aals, yaitu

(

 P

₁+

n

2

a

V 

₁2

)

(

V 

1−

nb

)

(

 P

2+

n

2

a

V 

2 2

)

(

V 

2−

nb

)

=

nRT 

nRT 

(

20+1,39 1

)

(

1−0,0391

)

=

(

 P

2+ 1,39 144

)

(

12−0,0391

)

(

21,39

) (

0,9609

)

=

(

 _P 2+0,0096

)

(

11,9609

)

1,718=

(

 P

₂+0,0096

)

 P₂=_1,71atm

• Hukum-hukum gas ideal lainnya#

a. Hukum Gay ussac, mengatakan bah=a 4Volume sejumlah tertentu gas pada tekanan tetap berbanding lurus dengan temperatur absolutnya5

 b. Hukum 2alton, mengatakan bah=a 4 Pada temperatur tetap, tekanan total suatu campuran  gas sama dengan jumlah tekanan parsialnya5

c. Hukum 8harles, mengatakan bah=a 4Volume gas dalam ruang tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. 5

d. Hukum 7vogadro, mengatakan bah=a 4 Pada temperatur dan tekanan konstan, volume gas akan berbanding lurus secara proporsional dengan jumlah mol dari gas tersebut .5

e. Hukum 7magat, mengatakan bah=a 4 Didalam tiap-tiap campuran gas, volume total gas sama dengan jumlah volume parsialnya5

f. Hukum Graham, mengatakan bah=a 4 Pada temperatur dan tekanan tetap, kecepatan difusi berbagai gas berbanding terbalik dengan akar rapatnya atau berat molekulnya 5

g.

• Hukum gas nyata yaitu # a. persamaan )an der <aals

! " # $an% & '%( ) ! '-nb ) * n + b. Persamaan 3arthelot

 PV 

=

nRT 

[

1+ 9

 PT 

_C  128

 P

_C 

T 

(

1− 6

T 

_C 2

T 

2

)

]

N6. 8

!elain gas murni, industri tersebut juga menjual gas dalam bentuk campuran. 1ika industri tersebut mendapatkan pesanan campuran gas yang terdiri dari /+@ vol >$, 9+@ vol 8A, "9@ vol H$, dan 9@

A$. 3antulah industri tersebut untuk menentukan fraksi berat, fraksi mol, berat molekul rata-rata,

2ik # campuran gas terdiri dari /+@ vol >$, 9+@ vol 8A, "9@ vol H$, dan 9@ A$

2it # fraksi berat, fraksi mol, berat molekul rata-rata, tekanan parsial, dan densitas campuran 1a=ab #

7sumsi

• "++ liter campuran gas

!ehingga didapat masing-masing volume # • )olume >$& /+ 

• )olume A$& 9  • )olume H$& "9 

• )olume 8A & 9+

2ensitas literature masing-masing gas# • 2ensitas >$& ",$9" g

• 2ensitas A$& ",0/g • 2ensitas H$& +,+BB g • 2ensitas 8A & ",$9+ g

assa masing-masing komponen gas #

• assa >$& ",$9" . /+ & /;,9/ gram • assa A$& ",0/ . 9 & ;,"9 gram • assa H$& +,+BB . "9 & ",/09 gram • assa 8A &",$9+ . 9+ & :$,9 gram

ol masing-masing komponen gas # • ol >$ & /;,9/$ & ",/0 mol • ol 8A & :$,9$& $,$/ mol • ol H$ & ",/09$ & +,:; mol • ol A$ & ;,"9/$ & +,$$ mol

a. 9raksi 46l masing-masing gas adala 'mol total & 0,0: mol( #

• Craksi mol >$ & ",/00,0: & +,/ • Craksi mol 8A &$,$/0,0:& +,9 • Craksi mol H$ & +,:;0,0: & +,"9

• Craksi mol A$ & +,$$0,0: & +,+9

 b. 9raksi massa masing-masing gas adala 'massa total & "+,0(#

• Craksi massa >$ & /;,9"+,0 & +./9 • Craksi massa 8A & :$,9"+,0 & +.9 • Craksi massa H$ &",/0"+,0 & +,+" • Craksi massa A$&;,"0"+,0& +.+; ;. Berat 46lekul rata-rata

assa total & "+,0gram ol total & 0,0: mol

• n & massa total  mol total • n & "+,0  0,0: & $0,/grmol d. ,ekanan "arsial

- 2iasumsikan T & ++ % karena gas akan mendekati ideal jika pada temperature yang tinggi

- P) & n *T • P >$ & '",/0 . +,+$ . ++(  "++ & +,;Batm • P 8A & '$,$/ . +.+$ . ++(  "++ & ",$:/ atm • P H$ & '+,:; . +,+$. ++("++ & +,0/B atm • P A$ & '+,$$ . +,+$ . ++("++ & +,"00 atm e. /ensitas ;ampuran • ρ n =¿

 massa totalvolume total •

ρ

n & "+,0"++ & ","+/ g