Sifat Gas by fjzhangweiqun

VIEWS: 2,518 PAGES: 28

									Hukum-hukum tentang Gas




                          1
                 Warna gas
• Sebagian besar tak berwarna (colorless)
• Kecuali:
• Fluorine (F2), Chlorine (Cl2) keduanya kuning
  kehijau-hijauan (green-yellow)
• Bromine (Br2) coklat kemerahan (red-brown)
• Iodine (I2) ungu (violet)
• Nitrogen dioxide (NO2), dinitrogen dioxide
  (N2O3) keduanya coklat (brown)
                                                  2
Pergerakan dan perubahan volume gas
• Gas lambat mengalir
• Gerakannya menyebar ke semua arah
• Mampu menembus pori-pori
• Pemanasan menyebabkan ekspansi gas
  sehingga volumenya membesar
• Pendinginan menyusutkan volume gas



                                       3
             Asal mula 1 atm
• P=gh
• P = Pressure = tekanan = 1 atm
•  (baca: rho) = massa jenis Hg = 13,5951 g/mL
• g = percepatan gravitasi bumi = 9,80665 m/sec2.
  (catt: sec = second = detik)
• h = height = ketinggian zat dari dasar ke
  permukaan = 760 mm
• 1 atm setara beban 1,033228 kg terhadap bidang
  seluas 1 cm2 atau 1 kg /cm2

                                                    5
                  Hukum Boyle
• Robert Boyle (1627-1691):
• PV = constant = hasil perkalian tidak berubah
     •   P = Pressure (tekanan gas)
     •   V = Volume gas
     •   Tekanan diperbesar  Volume turun
     •   Volume diperbesar  tekanan turun
     •   Dan sebaliknya




                                                  6
                   Catatan
• Boyle: PV = k
  P = pressure (tekanan) atm maupun torr
  V = volume Liter maupun mL
  k = konstanta = bilangan tetap
• (berlaku pada T dan N konstan)
  T = temperature mutlak Kelvin
  N = banyaknya molekul gas


                                           7
                    Contoh 1
• Suatu tabung punya volume 10 L, mengandung gas
  yang tekanannya 760 torr. Kemudian tabung
  diperlonggar hingga tekanannya mengecil menjadi 700
  torr. Berapa volume gas sekarang?
• V1 = 10 L
• P1 = 760 torr
• P2 = 700 torr
• V2 = .........?
• V1x P1 = V2 x P2
• 10 L x 760 torr = V2 x 700 torr
• V2 = (10 L x 760 torr) / 700 torr = 10,9 torr

                                                        8
                   Contoh 2
• Suatu tabung punya volume 580 mL, mengandung gas
  yang tekanannya 0,2 atm. Kemudian gas dimampatkan
  hingga volumenya menjadi 100 mL. Berapa tekanan
  gas sekarang?
• P1 = 0,2 atm
• V1 = 580 mL
• V2 = 100 mL
• P2 = .........?
• P1 x V1 = P2 x V2
• 0,2 atm x 580 mL = P2 x 100 mL
• P2 = (0,2 atm x 580 mL) /100 mL = 1,16 atm

                                                  9
Hukum Charles                        V
                                            = Konstan
                                     T
• Jacques Charles (1787)
• V = Volume gas
• T = Temperatur gas dalam suhu mutlak
  (Kelvin)
• -273,15 0Celcius.....................0 0C...........100 0C
• 0 Kelvin..............................273,15 K....373,15 K
• Lord Kelvin (1824-1907)
                                                           10
Catatan
                             V
                                  = k’
                             T
  V = Volume (L atau mL)
  T = Temperature mutlak harus dalam Kelvin
  k’ = konstanta
• Berlaku pada P dan N konstan
  P = Pressure (atm atau torr)
  N = Banyaknya molekul gas
                                              11
  Standar Temperature and Pressure
               (STP)
• Hukum-hukum tentang gas dikoreksi pada
  kondisi T dan P standard yakni:
• Temperature (T) = 0 0C atau 273,15 K
• Pressure (P) = 760 torr atau 1 atm




                                           12
                 Contoh 3
• Suatu gas volumenya 10 mL, suhunya 20 0C.
  Kemudian suhu didinginkan menjadi 0 0C.
  Berapa volumenya sekarang?
• V1 = 10 mL
• T1 = 20 0C = (20 + 273,15) K = 293,15 K
• T2 = 0 0C = (0 + 273,15) K = 273,15 K
• V2 = ........?


                                              13
Jawab Contoh 3
                 V1            V2
                        =
                 T1            T2
           10 mL              V2
                        =
        293,15 K            273,15 K

       =    10 mL x 273,15 K
 V2                                    = 9,32 mL
                      293,15 K
                                                   14
     Hukum Penggabungan Volume
             Gay-Lussac
• Joseph Louis Gay-Lussac (1808):
• Pada kondisi Standard Temperature and Pressure
  (STP)
• Gas yg bereaksi dan gas hasil reaksi selalu
  berbanding dengan bilangan sederhana
• 1 H2 + ½ O2                 1 H2O
• 1 Liter ½ Liter             1 Liter
• 2L       1L                 2L
• 4L       2L                 4L
• 8L       4L                 8L
                                               15
               Hukum Avogadro
• Amedeo Avogadro (1811):
• Pada temperatur (T) dan tekanan (P) sama, dua
  macam gas yang volume(V)nya sama, pasti
  memiliki jumlah molekul (N) yang sama.
  –   T = temperature = suhu
  –   P = pressure = tekanan
  –   V = volume
  –   Jumlah molekul = N, hingga
  –   N / V = constant, berlaku untuk semua macam gas.

                                                         16
                     Catatan
• V / N = k’’
   1. V = Volume gas (L atau mL)
   2. N = Banyaknya molekul gas (“butiran2 gas”)
   3. k’’ = Konstanta = bilangan tetap
• Berlaku pada T dan P konstan
   T = Temperature mutlak Kelvin
   P = Pressure = tekanan (atm maupun torr)


                                                   17
                  Contoh 4
• Satu gram Radium melepaskan partikel alpha
  berupa ion He2+ dengan laju 1,16 x 1018
  partikel / tahun. Tiap-tiap partikel tersebut
  menjadi gas Helium:
• He2+ + 2 e-  He
• Pada kondisi standar, tiap 1,16 x 1018 molekul
  He memiliki volume 0,043 mL
• Berapa banyak molekul dalam 1 Liter He?

                                                   18
                 Jawab Contoh 4
•   N1 = 1,16 x 1018 molekul He
                                     N1          N2
•   V1 = 0,043 mL
                                           =
•   V2 = 1 L = 1000 mL               V1          V2
•   N2 ..............?
•   N2 / V2 = N1 / V1
•   N2 / 1000 mL = 1,16 x 1018 molekul He / 0,043 mL
•   N2 = (1,16 x 1018 molekul He / 0,043 mL) x 1000 mL
•   N2 = 2,7 x 1022 molekul He
                                                     19
    N / V konstan untuk semua gas
•   2,7 x 1022 molekul He = 1000 mL He
•   2,7 x 1022 molekul Ne = 1000 mL Ne
•   2,7 x 1022 molekul O2 = 1000 mL O2
•   2,7 x 1022 molekul Cl2 = 1000 mL Cl2
•   2,7 x 1022 molekul H2 = 1000 mL H2
•   pada kondisi Standard
•   berlaku untuk semua macam gas
•   tapi massa masing-masing berbeda

                                           20
           Bilangan Avogadro
• Pada kondisi Standard Temperature (0 0C)and
  Pressure (1 atm) tiap 1 mole gas apa saja pasti
  memiliki volume 22,4138 Liter dengan jumlah
  molekul sebanyak 6,02 x 1023.
• mole  bicara unit reaksi zat
• molekul  bicara banyaknya “butiran2 gas”



                                                21
Penyederhanaan Hukum Gas Ideal
• Gabungan Boyle (PV konstan), Charles (V/T
  konstan), dan Avogadro (V/N konstan)
    P = tekanan, V = Volume, T = suhu Kelvin, N =
      banyaknya molekul gas
•   Hukum gas ideal:
•   PV / T = konstan            PV
•   P1V1 / T1 =                         = Konstan
                                 T
•   P2V2 / T2 =
•   P3V3 / T3 = dst
                                                    22
          Tire Gauge Test
Pengukur Tekanan Ban Ciptaan Gauge
•   Mengandung gas bertekanan 7,25 atm
•   0,99 atm = 105 Pascal
•   103 Pascal = 1 kiloPascal = 1 kPa
•   1 atm = 101 kPa
•   1 atm = beban 1,03 kg/cm2 = 14,7 lb/cm2
•   Permukaan tubuh manusia tiap hari menerima
    tekanan udara 1 kg/cm2.

                                             23
         Hukum Dalton (1803)
• P total = P1 + P2 + P3 + dst
• P = Pressure = tekanan gas
• Berlaku pada Volume (V) dan suhu (T) konstan




                                             24
              Hukum Graham
• Thomas Graham (1846):
• Aliran gas melalui saluran kecil (pori-pori)
  disebut “effusion”.
• kecepatan effusi berbagai gas tidak sama.
• Kecepatan effusi gas berbanding terbalik
  dengan kuadrat dari massa jenis gas
• Kecepatan effusi gas berbanding terbalik
  dengan kuadrat dari massa molar gas
                                                 25
             Hukum Graham
• Pada suhu (T) dan tekanan (P) yang sama, dua
  macam gas memiliki energi kinetik (Ek) yang
  sama:
• Ek1 = Ek2
• ½ m1 v12 = ½ m2 v22
• v12 / v22 = m2 / m1
• (v1 / v2)2= (m2 / m1)
• (v1 / v2) = (m2 / m1)
                                             26
                Hukum Graham
• (v1 / v2) = (m2 / m1)
• Laju effusi1 / Laju effusi2 = (massa jenis2 / massa
  jenis1) =
• Laju effusi1 / Laju effusi2 = (massa molar2 / massa
  molar1)
• bisa juga
• Laju effusi1 / Laju effusi2 =
• massa molar2 / massa molar1)


                                                         27
                  Contoh
• Seorang pasien paru-paru didukung
  pernafasan buatan dalam bentuk aliran gas
  Oksigen (O2) dan Helium (He). Pada kondisi
  STP (Standard Temperature and Pressure)
  massa jenis O2 adalah 1,43 g/L, sedang He
  0,179 g/L. Mana gas yang lebih cepat laju
  effusinya?



                                               28
•   Laju effusi He / Laju effusi O2 =
•    (O2 /He) =  {(1,43 g/L)/(0,179g/L)} =
•   2,83
•   jadi:
•   Laju effusi He lebih cepat 2,83 kali dibanding
    Laju effusi O2



                                                     29

								
To top