290 likes | 668 Views
Hukum-hukum tentang Gas. Warna gas. Sebagian besar tak berwarna ( colorless ) Kecuali: Fluorine (F 2 ), Chlorine (Cl 2 ) keduanya kuning kehijau-hijauan ( green-yellow ) Bromine (Br 2 ) coklat kemerahan ( red-brown ) Iodine (I 2 ) ungu ( violet )
E N D
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)
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
Asal mula 1 atm • P = g h • 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
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
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
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
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
Hukum Charles • 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) V = Konstan T
Catatan 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 V = k’ T
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
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 = ........?
Jawab Contoh 3 V2 V1 = T2 T1 10 mL V2 = 293,15 K 273,15 K 10 mL x 273,15 K = V2 9,32 mL = 293,15 K
Hukum Penggabungan VolumeGay-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 • 2 L 1 L 2 L • 4 L 2 L 4 L • 8 L 4 L 8 L
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.
Catatan • V / N = k’’ • V = Volume gas (L atau mL) • N = Banyaknya molekul gas (“butiran2 gas”) • k’’ = Konstanta = bilangan tetap • Berlaku pada T dan P konstan T = Temperature mutlak Kelvin P = Pressure = tekanan (atm maupun torr)
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?
Jawab Contoh 4 N2 N1 • N1 = 1,16 x 1018 molekul He • V1 = 0,043 mL • V2 = 1 L = 1000 mL • 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 = V2 V1
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
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”
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 • P1V1 / T1 = • P2V2 / T2 = • P3V3 / T3 = dst P V = Konstan T
Tire Gauge TestPengukur 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.
Hukum Dalton (1803) • P total = P1 + P2 + P3 + dst • P = Pressure = tekanan gas • Berlaku pada Volume (V) dan suhu (T) konstan
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
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)
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)
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?
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