Tiga fasa materi : padat, cair dan gas
Gas dan Sifat Gas Drs. Iqmal Tahir, M.Si.
[email protected]
[email protected]
Tembaga
[email protected]
Perbandingan sifat materi di alam
Fase padat
Fase cair
Fase gas
[email protected]
Materi di alam
[email protected]
Sifat gas •
Empat kuantitas untuk menyatakan keadaan gas: A) Temperatur (Kelvin, K) B) Jumlah molekul / partikel (mol, n) C) Volume (liter, L) D) Tekanan (atmosfer, (atmosfer, atm) atm)
[email protected]
[email protected]
1
I. Tekanan – Ukuran gaya yang bekerja pada satuan luas. force P= area
Barometer raksa Diciptakan oleh Evangelista Torricelli (1646) untuk mengukur tekanan yang bekerja di atmosfer bumi.
Satuan tekanan: tekanan: A) Sistem Inggris 760 mm Hg = 760 torr = 1 atm
Mengapa dipilih raksa bukan air? Densitas raksa (13.53 g/cm3) vs. density air (0.997 g/cm3). Berapa tinggi barometer air pada tekanan udara 1 atm ?
B) Sistim SI pascal (Pa) = 1 newton / m2 1 bar = 100,000 Pa = 100 kPa C) Inggris Æ SI 1 atm = 101,325 Pa = 101.3 kPa
[email protected] 1 atm = 1.013 bar = 760 mmHg
[email protected]
Grafik Hukum Boyle
II. Hukum Gas A)
Hukum Boyle – Volume dari sejumlah tertentu gas pada suatu temperatur berbanding terbalik dengan tekanannya. Robert Boyle (1627(1627-1691) V∝
1 P
Secara matematik – V = cB ⋅
1 P
⇒
PV = c B
Untuk sistem dengan perubahan P dan V :
P1V1 = P2V2
[email protected]
V∝
pada T & n konstan
B) Hukum Charles Jika sejumlah tertentu gas dijaga pada tekanan konstan, volume gas berbanding langsung dengan temperatur gas.
1 P
[email protected]
B) Hukum Charles Jika sejumlah tertentu gas dijaga pada tekanan konstan, volume gas berbanding langsung dengan temperatur gas.
Jacques Alexandre César Charles (1746(1746-1823)
V ∝T Jacques Alexandre César Charles (1746(1746-1823)
Secara matematika – V = cC ⋅ T
⇒
V = cC T
Untuk sistem dengan perubahan T dan V –
[email protected]
V1 V2 = T1 T2
Pada P & n konstan
[email protected]
2
Gambaran Hukum Charles dan Titik nol Absolute
C) Hukum kombinasi Gas Law (Hukum umum Gas )
Hukum Charles
Hukum Boyle
V1 V2 = T1 T2
P1V1 = P2V2
P1V1 P2V2 = T1 T2
[email protected]
[email protected]
D) Hukum Avogadro - Untuk gas dengan volume yang sama pada temperatur dan tekanan konstan akan memiliki jumlah molekul yang sama. sama.
Hukum Avogadro
V ∝n Secara matematik –
V = cA ⋅ n
⇒
V = cA n
Untuk suatu sistem, perubahan n and V –
V1 V2 = n1 n2
[email protected]
pada P & T konstan
[email protected]
Keadaan STP – Standard Temperature and Pressure
III. Hukum gas Ideal Hukum Boyle
V∝
Hukum Charles
V ∝T
1 P
Hukum Avogadro
V ∝n
Temperatur Standar = 273.15 K (0° (0°C) Tekanan Standar = 1 atm Pada keadaan STP, 1 mol gas menempati ruang 22.414 L (Standard (Standard Molar Volume) Volume)
R=
V∝
Tn P
L ⋅ atm
R = Konstanta Gas Universal = 0.08206mol ⋅ K
Secara matematik –
⎛ nT ⎞ V = R⎜ ⇒ ⎟ ⎝
[email protected] ⎠
(1 atm)(22.414 L) PV L ⋅ atm = = 0.08206 (1.0 mol)(273.15 K) nT mol ⋅ K
PV= nRT
[email protected]
3
Penentuan massa molar suatu gas dengan Hukum Gas ideal n=
m M
IV. Hukum Gas dan reaksi kimia
⎛m⎞ PV = ⎜ ⎟ RT ⎝M ⎠
⇒
Untuk reaksi umum:
aA (g) Æ bB (g) + cC (g)
Dengan : m = massa & M = massa molar
M=
So:
• Dengan a, b,& c adalah koefisien stoikiometri untuk spesies A, B, & C, maka V, P, n, or T untuk setiap spesies dapat dihitung dengan menggunakan hukum gas ideal. ideal.
mRT PV
Densitas dan hukum gas ideal
d=
m PM = V RT
[email protected]
[email protected]
V. Campuran Gas dan tekanan parsial
V.
Campuran Gas dan tekanan parsial
Hukum Dalton tentang tekanan parsial Tekanan total dari suatu campuran gas sama dengan jumlah dari tekanan parsial dari masing-masing komponen gas.. John Dalton (1766 – 1844)
Secara matematik:
Ptotal = P1 + P2 + P3 …… Pada V & T konstan, P tergantung dari n
[email protected]
Untuk campuran tiga macam gas A, B, & C Dimana: nA = jumlah mol gas A
[email protected]
Partial Pressure of a Gas Depends on the Mole Fraction of the Gas Mole Fraction (X i ) =
nB = jumlah mol gas B
ntotal
Dengan ni = # mol dari satu komponen gas dalam campuran Untuk campuran dengan komponen A, B, & C
nC = jumlah mol gas C Dan : ntotal = nA + nB + nC
XA =
Sehingga:
Ptotal = ntotal
ni
RT V
[email protected]
nA n P = A = A n A + nB + nC ntotal Ptotal
Sehingga:
PA = XAPtotal
[email protected]
4
VI. Teori Kinetic Molekul
Gambaran umum: umum: 1. Gas terdiri dari molekulmolekul-molekul yang terpisah jauh dibandingkan dengan ukuran partikelnya.
• Molekul gas selalu berada dalam gerakan yang kosntan dan mengisi penuh volume yang tersedia. Molekul saling menumbuk dinding wadah dengan gaya rerata pada temperatur tertentu akibat tekanan (f/ a) pada dinding. (f/a) dinding.
2. Gas selalu bergerak secara kontinyu, acak dan cepat. 3. Energi kinetik rerata (KE) sebanding dengan temperatur.
KE ∝ T dan
• Diffusi -
• Effusi -
1 mu 2 2
1
2 sehingga mu = CT 2
4. Gas saling menumbuk satu sama lain dan menumbuk dinding tanpa kehilangan energi.
[email protected]
VII. Diffusi & Effusi
KE =
[email protected]
Hukum efusi Graham
Percampuran gradual dari molekulmolekul-molekul dua atau lebih senyawa gas yang terjadi akibat gerakan molekul yang acak. Pergerakan molekul gas melalui celah akibat gerakan molekul yang acak.
• laju efusi tergantung dari kecepatan molekul atau atom. 3RT/(M of gas 1) Rate of effusion of gas 1 rms for gas 1 = = Rate of effusion of gas 2 rms for gas 2 3RT/(M of gas 2)
• kecepatan molekul atau atom yang bergerak berbanding terbalik dengan massa molar dari partikel.
Thomas Graham (1805 - 1869)
Sehingga:
Rate of effusion of gas 1 molar mass of gas 2 = Rate of effusion of gas 2 molar mass of gas 1
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
5
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
6
