Gas

Beberapa zat yang berwujud gas pada suhu 25⁰C

dan tekanan 1 Atm

5.1

5.1

• Gas mempunyai volume dan bentuk menyerupai wadahnya.
• Gas merupakan wujud materi yang paling mudah dimampatkan.
• Gas-gas akan segera bercampur secara merata dan sempurna jika ditempatkan dalam wadah yang sama.
• Gas memiliki kerapatan yang jauh lebih rendah dibandingkan cairan dan padatan.

5.1

Sifat-sifat fisis yang khas dari gas

Satuan SI untuk tekanan

1 pascal (Pa) = 1 N/m²

1 atm = 760 mmHg = 760 torr

1 atm = 101.325 Pa

5.2

Tekanan =

(gaya = massa x percepatan)

Muka laut

1 atm

4 mil

0,5 atm

10 mil

0,2 atm

5.2

5.2

Gambar 5.4

5.3

Ketika P (h) meningkat

V menurun

P α 1/V

P x V = konstan

P₁ x V₁ = P₂ x V₂

5.3

Hukum Boyle

Suatu sampel gas klorin memiliki volume 946 mL pada tekanan 726 mmHg. Berapa tekanan gas (dlm mmHg) Jika volume berkurang pada suhu konstan menjadi 154 mL?

P₁ x V₁ = P₂ x V₂

P₁ = 726 mmHg

V₁ = 946 mL

P₂ = ?

V₂ = 154 mL

P₂ =

= 4460 mmHg

5.3

Ketika T menurun

V meningkat

5.3

Variasi volume sample gas terhadap perubahan suhu,

pada tekanan konstan.

5.3

V α T

V = konstan x T

V₁/T₁ = V₂/T₂

T (K) = t (⁰C) + 273,15

Hukum Charles & Gay-Lussac

Suatu sampel gas karbon monoksida mempunyai volume 3,20 L pada 125 ⁰C. Pada suhu berapakah volume gas tsb. akan menjadi 1,54 L jika tekanan konstan?

V₁ = 3,20 L

T₁ = 398,15 K

V₂ = 1,54 L

T₂ = ?

T₂ =

= 192 K

5.3

V₁/T₁ = V₂/T₂

T₁ = 125 (⁰C) + 273,15 (K) = 398,15 K

Hukum Avogadro

V α jumlah mol (n)

V = konstan x n

V₁/n₁ = V₂/n₂

5.3

Amonium terbakar dalam oksigen membentuk nitrik oksida (NO) dan uap air. Berapa banyak volume NO dihasilkan dari 1 volume amonium pada kondisi suhu dan tekanan konstan?

Pada T dan P konstan

5.3

Persamaan Gas Ideal

5.4

Hukum Charles: V α T (pada n dan P konstan)

Hukum Avogadro: V α n (pada P dan T konstan)

Hukum Boyle: V α (pada n dan T konstan)

R adalah konstanta gas

PV = nRT

PV = nRT

R = 0,082057 L • atm / (mol • K)

5.4

Perbandingan volume molar pada STP (yaitu sekitar 22,4 L) dengan bola basket.

Berapakah volume (dlm liter) dari 49,8 g HCl pd STP?

PV = nRT

T = 0 ⁰C = 273,15 K

P = 1 atm

V = 30,6 L

5.4

Argon merupakan gas inert yang digunakan pada bola lampu untuk menghindari penguapan dari filamen. Suatu bola lampu yang berisikan argon pd 1,20 atm dan 18 ⁰C dipanaskan sampai 85 ⁰C pada volume konstan. Berapakah tekanan akhir argon pada bola lampu tsb. (dlm atm)?

PV = nRT

n, V dan R konstan

= konstan

= 1,48 atm

5.4

Kerapatan zat berbentuk gas (d)

d =

m adalah massa gas dlm g

M adalah massa molar gas

Massa Molar (M ) suatu wujud berbentuk gas

M =

d adalah kerapatan gas dlm g/L

5.4

Suatu ruangan bervolume 2,10-L mempunyai suatu gas dengan berat 4,65 g pd 1,00 atm dan 27,0⁰C. Berapa massa molar dari gas tsb.?

5.3

M =

Stoikiometri Gas

Berapakah volume CO₂ yg dihasilkan pd 37⁰ C dan 1,00 atm jika dengan menggunakan 5,60 g glukosa dalam reaksi:

C₆H₁₂O₆ (s) + 6O₂ (g) 6CO₂ (g) + 6H₂O (l)

5,60 g C₆H₁₂O₆

= 0,187 mol CO₂

V =

= 4,76 L

5.5

Hukum Dalton tentang Tekanan Parsial

V dan T konstan

P₁

P₂

P_total = P₁ + P₂

5.6

Perhatikan suatu kasus ketika dua gas, A dan B,

berada dalam wadah dengan volume V.

n_A jumlah mol gas A

n_B jumlah mol gas B

P_T = P_A + P_B

P_A = X_A P_T

P_B = X_B P_T

P_i = X_i P_T

5.6

Suatu sampel gas alam memiliki 8,24 mol CH₄, 0,421 mol C₂H₆, dan 0,116 mol C₃H₈. Jika tekanan total gas adalah 1,37 atm, Berapakah tekanan parsial dari propana (C₃H₈)?

P_i = X_i P_T

X_propana =

P_T = 1,37 atm

= 0,0132

P_propana = 0,0132 x 1,37 atm

= 0,0181 atm

done

Botol yg sedang diisi dg gas oksigen

5.6

5.6

Kimia Dalam Kehidupan:

Scuba Diving dan Hukum Gas

5.6

Teori Kinetik Molekul Gas

1. Gas terdiri dari molekul2 yg satu sama lainnya dipisahkan oleh jarak yang lebih besar dari dimensinya sendiri. Molekul2 dapat dianggap “titik2” yang memiliki massa, namun memiliki volume yg dapat diabaikan.
2. Molekul2 gas senantiasa bergerak secara tetap dengan arah yg acak. Tumbukan diantara molekul2 bersifat elastis sempurna.
3. Molekul2 gas tidak mengalami baik gaya tarik-menarik atau gaya tolak-menolak antara satu dengan yang lainnya.
4. Energi kinetik rata2 molekul sebanding dengan suhu gas dalam Kelvin. Dua gas apapun dalam suhu yang sama memiliki energi kinetik rata2 yang sama.

5.7

Penerapan Hukum-hukum Gas

• Ketermampatan Gas
• Hukum Boyle

P α tumbukan molekul2 dg dinding wadah

Laju tumbukan α besarnya kerapatan

Besarnya kerapatan α 1/V

P α 1/V

• Hukum Charles

P α tumbukan molekul2 dg dinding wadah

Laju tumbukan α energi kinetik rata2 dari molekul gas

Energi kinetik rata2 α T

P α T

5.7

Penerapan Hukum-hukum Gas

• Hukum Avogadro

P α tumbukan molekul2 dg dinding wadah

Laju tumbukan α besarnya kerapatan

Besarnya kerapatan α n

P α n

• Hukum Dalton tentang Tekanan Parsial

Molekul tidak saling tarik-menarik atau tolak-menolak

P yang ditimbulkan oleh satu jenis molekul tidak dipengaruhi oleh kehadiran gas lain

P_total = ΣP_i

5.7

Peralatan utk mempelajari distribusi kecepatan molekul

5.7

Distribusi kecepatan gas

Nitrogen pada tiga suhu

yang berbeda

5.7

Kimia dalam Kehidupan: Atom Super Dingin

Atom2 Gas Rb

1,7 x 10^-7 K

Kondensor Bose-Einstein

5.7

Difusi gas yakni campuran antara molekul satu gas dengan molekul gas lainnya yang terjadi secara sedikit demi sedikit berdasarkan sifat kinetiknya.

5.7

NH₃

17 g/mol

HCl

36 g/mol

Penyimpangan Perilaku Ideal

1 mol gas ideal

PV = nRT

5.8

Gaya Tolak-menolak

Gaya Tarik-menarik

Efek gaya tarik-menarik antar molekul terhadap tekanan

yang ditimbulkan oleh gas.

5.8

5.8

Persamaan Van der Waals

Untuk gas nonideal