GAS Sifat-sifat gas
Volume dan bentuk sesuai dengan wadahnya. Mudah dimampatkan. Bercampur dengan segera dan merata. Kerapatannya lebih rendah dibandingkan dengan cairan dan padatan. Sebagian tidak berwarna.
Barometer: alat mengukur tekanan gas atmosfer. Manometer: alat mengukur tekanan gas di laboratorium.
Zat-zat yang berwujud gas Volume di alam: N2 = 78%, O2 = 21%, CO2 dan gas lainnya= 1% Berkaitan dengan polusi udara Beberapa zat (gas) pada tekanan 1 atm dan suhu 250𝑜 Unsur
Senyawa
𝐻2
HF
𝑁2
HBr
𝑂2
HCl
𝑂3
diatomik
HI
𝐹2
NO
𝐶𝑙2
CO (agak kurang beracun)
Ar
𝐶𝑂2
Kr He
monoatomik
𝑆𝑂2 , H2S, NO2
(8A)
𝑁𝐻3
Ne (inert/lembam)
HCN (racun)
Semua gas dari golongan 8A merupakan gas monoatomik. He Ar, Ar, Kr, Xe, Rn
Tekanan Gas Terjadi tekanan bergerak.
ketika
bersentuhan,
karena
molekul
gas
Contoh: Minum air menggunakan sedotan, udara yang terisap mengurang tekanan dalam sedotan, tekanan atmosfir dalam cairan yang lebih besar akan menekan cairan masuk ke dalam sedotan menggantikan udara yang tersedot ke luar.
Tekanan Gas Kecepatan = jarak perpindahan/waktu tempuh Percepatan= perubahan kecepatan/waktu tempuh Gaya = massa x percepatan Tekanan = gaya yang diberikan setiap satuan luas. Tekanan = gaya/luas
Satuan = pascal (Pa), 1 Pa = 1N/m2
Tekanan atmosfer
Tekanan yang diberikan oleh atmosfer bumi. Atom dan molekul gas atmosfer mengalami gravitasi bumi. Kerapatan atmosfer daerah dekat permukaan bumi lebih besar dari pada daerah yang jauh dari permukaan bumi. Semakin rapat udara, semakin besar tekanannya. Tergantung letak, suhu, dan kondisi cuaca. Barometer. Tekanan atmosfer standar 1 atm, 760 mmHg.
Manometer Alat mengukur tekanan gas di atmosfer
1. Manometer tabung terbuka Untuk mengukur tekanan yang sama/lebih tinggi dari tekanan atmosfer 2. Manometer tabung tertutup Untuk mengukur tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer. Alasan penggunaan merkuri pada tabung ukur: o Kerapatan sangat tinggi (13.6 g/ml) dibanding cairan lainnya
Hukum Gas
Hubungan Tekanan-volume: Hukum Boyle P=
1 𝑉
Kenaikan tekanan yang disebabkan penambahan lebih lanjut sejumlah merkuri, menghasilkan penurunan volume gas dan penurunan ketinggian merkuri yang tidak sama di dalam tabung. Jika suhu dijaga konstan, volume dari sejumlah tertentu gas menurun, sejalan dengan kenaikan totalnya (P), yaitu tekanan atmosfer + tekanan akibat penambahan merkuri. Sebaliknya bila tekanan menurun, volume gas akan meningkat.
Hubungan Suhu-Volume: Hukum Charles dan Gay-Lussac V ∝ kT o Pada tekanan konstan, volume gas akan memuai jika dipanaskan dan menyusut jika didinginkan. o Gas pada suhu rendah mengembun membentuk cairan. Skala suhu mutlak Skala kelvin
Celsius
0K
-273,15
Titik beku air
273,15 K
0
Titik didih air
373,15 K
100
Nol mutlak
Hubungan tekanan-volume pada suhu konstan, dapat Membandingkan 2 keadaan volume-suhu untuk sampel gas tertentu: V1 T1
=
V2 T2
Hubungan Volume-Jumlah Gas: Hukum Avogadro o Pada suhu dan tekanan yang sama, sejumlah volume yang sama dari gas-gas yang berbeda mengandung jumlah molekul (atom monoatomic) yang sama. o V = kn o N = jumlah mol o V = volume o Jika 2 gas berekasi 1 dengan lainnya, maka volume gas yang bereaksi memiliki perbandingan yang sederhana. o 3H2 (g) + N2 3 molekul 1 molekul 3 mol 1 mol 3 volume 1volume
2NH3 2 molekul 2 mol 2 volume
Persamaan Gas Ideal PV = nRT Persaman gas ideal digunakan ketika memerlukan kondisi yang menyangkut perubahan tekanan, volume, suhu, bahkan jumlah gas. Jika kondisi berubah, menggunakan persamaan gas ideal yang dimodifikasi menyangkut kondisi awal dan kondisi akhir.
R=
𝑃1.𝑉1 𝑛1.𝑇1
R=
(sebelum perubahan)
𝑃2.𝑉2 𝑛2.𝑇2
(setelah perubahan)
Kerapatan dan Massa Molar Zat Berwujud Padat
Persamaan gas ideal Jumlah mol gas (n) N=
m , M
n P = V RT
m = massa gas (gr), M = masa molar m P = M. V R. T
Kerapatan = d: massa persatuan volume (g/L), d=
m V
=
PM RT
Hukum Dalton tentang Tekanan Parsial o Polusi udara merupakan sampel udara yang mengandung berbagai macam gas. o Campuran gas, tekanan total gas berhubungan dengan tekanan parsial: tekanan masing-masing komponen gas di dalam campuran.
o Hukum Dalton tentang Tekanan Parsial: tekanan total suatu campuran gas merupakan jumlah dari tekanan masing-masing gas itu sendiri.
Hukum Dalton tentang Tekanan Parsial 2 gas A dan B, berada dalam wadah dengan volume V. tekanan oleh gas A, berdasar persamaan gas ideal: PA =
nA RT V
, nA = jumlah mol A
tekanan oleh gas B, berdasar persamaan gas ideal: nB RT PB = , nB = jumlah mol B V
Campuran gas A dan B, tekanan total PT = hasil tumbukan kedua jenis molekul, nA RT nB RT PT = PA + PB = + V
V
PT hanya tergantung pada jumlah total mol, tidak pada sifat molekul gasnya.
Hubungan tekanan parsial dengan tekanan total: PA PT
=
nA RT/V (nA +nB ) RT/V
nA nA +nB
=
= xA
xA = fraksi mol gas A Fraksi mol: ukuran jumlah yang tidak memiliki dimensi dan menyatakan rasio jumlah mol komponen terhadap jumlah mol semua komponen yang ada.
Tekanan parsial: Pi = Xi . PT
Teori Kinetic Molekul Zat
Sifat fisik gas dijelaskan dalam konteks gerakan masing-masing molekul. Energi kinetik : jenis energy yang ditimbulkan oleh suatu objek bergerak. Gas terdiri dari molekul-molekul yang satu dengan yang lainnya dipisahkan oleh jarak yang lebih besar dari dimensi dirinya. Molekul gas senantiasa bergerak secara tetap dengan arah yang acak, dan sering bertumbukan antara 1 dengan lainnya. Energi kinetik rata-rata molekul sebanding dengan suhu gas. EK = ½ mu2 M = massa molekul U = laju partikel
