HUKUM HUKUM KESETIMBANGAN GAS
1. Hukum Gay Lussac (hukum perbandingan volume)
Menyatakan bahwa : “ pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas-gas yang bereaksi dan volume gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat sederhana”. Atau dapat dinyatakan bahwa perbandingan volume gas gas sesuai dengan koefisien masing masing gas, yang dirusmuskan dengan:
koefisien gas A
koefisien gas B = volume gas A volume gas B
Pada reaksi zat yang wujudnya gas, perbandingan koefisien reaksi ekuivalen dengan perbandingan volume jika reaksi tersebut
dilakukan pada temperatur dan tekanan yang sama.
Bunyi Hukum Gay Lussac atau hukum perbandingan berganda adalah pada suhu dan tekanan tetap, volume gas-gas yang bereaksi dan volum gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. Untuk memahami hukum dasar ilmu kimia yang satu ini mari kita pahami cara berpikir ilmuan terdahulu dalam pengembangan teori ini.
Gay Lussac, pengembang Hukum Gay Lussac atau Hukum Perbandingan Berganda Pada umumnya, gas-gas yang bercampur tidak menunjukan adanya gejala reaksi.
Tetapi jika diberikan perlakuan dan kondisi tertentu dimungkinkan terjadi reaksi.
Sebagai contoh, pencampuran gas O2 dengan gas H2 tidak terjadi reaksi, tetapi billa ke dalam campuran itu dilewatkan bunga api listrik akan terbentuk reaksi, yang ditandai dengan adanya letupan dan uap air. Berdasarkan gejala tersebut, seorang pakar kimia Perancis bernama Joseph Louis Gay-Lussac melakukan serangkaian pengukuran kuantitatif terhadap volume gas-gas yang terlibat dalam reaksi.
Gay-Lussac melakukan percobaan dengan cara mencampurkan gas hidrogen dan gas oksigen ke dalam suatu wadah tertentu, kemudian terhadap campuran dilewatkan bunga api listrik agar terjadi reaksi. Hasil reaksi dan gas hasil reaksi dipisahkan berdasarkan perbedaan titik cair komponen campuran dengan cara mengubah fasa uap menjadi cair. Dengan demikian, volume gas-gas sisa reaksi dan hasil reaksi dapat dipisahkan dan diukur. Percobaan tersebut dilakukan berulangkali pada suhu dan tekanan tetap. Hasil pengukuran menunjukan bahwa perbandingan volume gas hidrogen dan oksigen yang bereaksi dan uap air produk reaksi selalu 2:1:2,
2 volum gas hidrogen + 1 volum gas oksigen –> 2 volum uap air
Berdasarkan data perbandingan volum, Gay-Lussac sampai pada kesimpulan bahwa pada suhu dan tekanan tetap, volume gas-gas yang bereaksi dan volum gas-gas hasil reaksi berbanding sebagai bilangan bulat dan sederhana. Pernyataan ini dikenal dengan nama Hukum Gay Lussac atau juga dikenal Hukum Perbandingan Volume atau hukum kesetaraan volume. Hukum tersebut berlaku hanya untuk reaksi gas yang susunan molekulnya sederhana dan stoikiometris.
Contoh Soal Hukum Gay Lussac (Hukum Perbandingan Volume)
Ke dalam tabung Eudiometer dimasukkan campuran gas yang terdiri dari 26,0 mL gas hidrogen dan 24,0 mL gas oksigen, dan dilewatkan bunga api listrik. Berapa volume gas sisa (dalam mL) dan gas apa?
Penyelesaian:
Hidrogen + oksigen –> air 2 volum : 1 volum : 2 volum 26 mL : 13 mL : 26 mL
Gas yang tersisa adalah oksigen sebanyak 11 mL.
2. Hukum Avogadro
Avogadro menyatakan bahwa : “gas-gas yang mempunyai volume sama pada suhu dan tekanan yang sama mempunyai jumlah molekul sama”. Dalam 1 mol zat mengandung 6,02 x 1023 partikel, yang disebut dengan bilangan avogadro. Dan pada keadaan standar (25o, 1 atm) memiliki volume = 22,4 L. Hukum avogadro ditemukan oleh amedeo avogadro di tahun 1811.
Avogadro mempelajari reaksi reaksi gas. Dari pengamatannya terhadap jumlah pereaksi dan hasil reaksi pada tekanan dan suhu yang sama didapatkalah persamaan yang dirimuskan:
v1 v2=n1
n2 3. Hukum Boyle
Menyatakan bahwa: “ hasil kali tekanan gas dan volume gas akan selalu tetap jika diukur pada suhu dan tekanan yang sama”. Maka dirumuskan sebagai:
PA . VA = PB . PB
Dari beberapa hubungan diantara variabel variabel gas, yang pertama
ditemukan adalah hubungan antara tekanan dan volume. Hubungan ini dikemukakan pada tahun 1662 oleh robert boyle. Boyle mengemukakan bahwa,
“ volume sejumlah gas pada suhu tetap berbanding terbalik terhadap tekanan gasnya”
Hubungan antara tekanan (p) dan volume (v) suatu gas yang berada di ruang tertutup ini di teliti oleh robert boyle. Saat melakukan penelitian robert boyle menjaga agar tidak terjadi perubahan temperatur pada gas (isotermal). Dari data hasil pengamatannya boyle mendapatkan bahwa hasil kali antara tekanan dan volume pada suhu tetap adalah konstan.
Secara sitematis, hubungan antara tekanan dan volume dinyatakan pada persamaan:
V∝ 1
P , berarti “volume berbanding lurus dengan 1 per tekanan” atau P∝ 1
V , berarti tekanan berbanding lurus dengan 1 per volume”
PV = konstan Atau
P1 V1 = P2 V2
4. Hukum charles
Hukum charles di temukan tahun 1787 oleh jacques charles. Hukum ini menyatakan bahwa, untuk massa tertentu dari gas ideal pada tekanan konstan, volume berbanding lurus dengan suhu absolut dengan asumsi dalam sistem tertutup.
“volume dari massa gas yang diberikan pada tekanan konstan berbanding lurus dengan suhu”
Sebagai persamaan sistematis dapat ditulis sebagai:
V∝T atau
V T=k2
Atau V1 T1=V2
T2
Dimana V adalah volume gas, T adalah suhu dan k2 adalah kontanta kesebandingan.
5. Hukum gas ideal dan gabungan
Hukum gas gabungan atau persamaan gas umum didapat dengan menggabungkan hukum-hukum di atas. Persamaan ini menunjukan hubungan antara tekanan, volume, dan suhu bagi gas dengan massa (kuantitas) tetap:
pV=K T
Persamaan ini dapat pula ditulis sebagai berikut:
T2 p1V1¿
T1 =p2V2
¿
Hukum gas ideal menyatakan bahwa
“volume gas berbanding lurus dengan jumlah mol dan suhu serta berbanding terbalik dengan tekanan”
Dengan penambahan hukum avogadro, hukum gas gabungan dikembangkan menjadi hukum gas ideal.
Jika R konstan maka, pV=nRT
Dimana konstanta kesebandingannya, dinamai sebagai R, merupakan konstanta gas universal dengan nilai 8.3144598 (kPa.L) / (mol.K)
Rumusan yang sebanding sebagai:
pV=kNT
Persamaan ini tepat hanya untuk gas ideal, yang mengabaikan berbagai efek antarmolekul. Namun, hukum gas yang ideal adalah pendekatan yang baik untuk sebagian besar gas dibawah tekanan dan suhu sedang.
