BAB V: GAS

Pertemuan ke 7

Zat-Zat yang Berwujud Gas

• Di dalam atmosfir normal terdapat sebanyak 11

unsur dalam bentuk gas dan beberapa senyawa

di atmosfir juga ditemukan dalam wujud gas.

• Sifat fisik gas

– Memiliki volume dan bentuk menyerupai wadahnya

– Mudah dimampatkan (compressible)

– Akan dapat bercampur dengan merata apabila

dicampur dengan gas lainnya

– Memiliki kerapatan sangat kecil jika dibandingkan

dengan padat atau cairan.

Unsur Berwujud Gas pada 250C dan 1 atm

3

4

Gas dan Tekanan

• Keberadaan gas dapat diidentifikasi salah

satunya melalui tekanan yang ditimbulkan

oleh gas tersebut.

• Satuan tekanan

N/m2 = pascal (Pa)

1 Atm = 1,01325 x 105 Pa

= 760 mmHg = 76cmHg = 29.92 inHg

= 14,7 psi

1 Torr = 1 mmHg

Barometer

Tekanan= Gaya

Luas

permukaan

(gaya = massa x percepatan)

6

Hg = air raksa

(1 atm)

10 miles 0.2 atm

4 miles 0.5 atm

Permukaan air laut 1 atm

Tekanan dalam Air

Depth (ft) Pressure

(atm)

0 1

33 2

66 3

8

Hukum-hukum Mengenai Sifat

Gas • Hukum Boyle (Robert Boyle)

– Jika suhu konstan, tekanan suatu gas berbanding terbalik

dengan volumenya

P α 1/V P = k/V PV = k

– Dengan kata lain jika P dinaikkan maka V akan turun.

• Hukum Charles

– Jika tekanan konstan, volume dari suatu gas adalah berbanding

lurus dengan suhu mutlak (Kelvin) gas itu.

V α T V = kT V/T = k

– T adalah suhu mutlak (Kelvin); 0o C = 273K

Perubahan Volume, Tekanan,

dan Suhu Gas

Hukum Gas Kombinasi

11

STP

(Standard Temperature and

Pressure)

• Untuk membandingkan dua jenis gas

perlu standar

• Suhu standar adalah 0oC (273K)

• Tekanan standar adalah 1 atm

• Pada kondisi STP gas memiliki

volume 22,41 L

• Pada suhu dan tekanan yang konstan,

volume gas berbanding lurus dengan

jumlah mol gas yang ada.

Hukum Avogadro

Hukum Avogadro: V a n (pd P dan T konstan)

Persamaan Gas Ideal

Hukum Charles: V a T (n dan P konstan)

Hukum Avogadro: V a n (P dan T konstan)

Hukum Boyle: V a (n dan T konstan) 1

P

V a nT

P

V = konstantax = R nT

P

nT

P

PV = nRT

14

Hukum Avogadro

V a jumlah mol (n)

V = (R x T/P)konstan x n

V1/n1 = V2/n2

Suhu dan tekanan

konstan

15

V = konstanta x n

Persamaan Gas Ideal

• Berdasarkan 3 hukum di atas persamaan gas ideal

PV = nRT

R = konstanta Gas Universal

• Gas Ideal: gas hipotesis yang perilaku molekul gas ideal tidak saling tarik menarik atau tidak saling tolak menolak satu sama lain, dan volumenya diabaikan terhadap volume wadahnya.

R Ditetapkan Sebesar

0,0821 L atm/(K.mol)

• Angka yang lain

8,31447 kJ/kmol.K

8,31447 kPa.m3/kmol.K

PV = nRT

R = PV

nT

= (1 atm) (22,414L)

(1 mol) (273,15 K)

R = 0.082057 L • atm / (mol • K)

18

Dari mana R?

Pada kondisi STP

Massa jenis (d) Gas dalam g/L

d = m V

= PM RT

m: massa gas dalam g

M : massa molar gas = m/n (g/mol)

dRT

P M =

19

Sebuah bejana 2,10L berisi 4,65g gas pada 1atm dan

27oC. Berapa massa molar gas?

dRT

P M = d =

m V

4.65 g

2.10 L = = 2.21

g

L

M = 2.21

g

L

1 atm

x 0.0821 x 300.15 K L•atm

mol•K

M = 54.6 g/mol

20

Stoikhiometri Gas

• Sama seperti pada padat atau cair.

• Satuan zat yang terlibat dalam reaksi

dapat dinyatakan dalam volume.

Stoikhiometri Gas

Berapa volume CO2 yang dihasilkan pada 370 C and

1atm jika 5,60 g glukosa digunakan dalam reaksi

berikut:

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

gr C6H12O6 mol C6H12O6 mol CO2 V CO2

5.60 gr C6H12O6 180 gr/mol C6H12O6

x = 0.031 mol C6H12O6

V = nRT

P

0.187 mol x 0.0821 x 310.15 K L•atm

mol•K

1.00 atm = = 4.76 L

22

1

Mol CO2= 6x0.031=0.187

Contoh Persoalan

• Natrium azida (NaN3) digunakan sebagai bahan pengisi kantong

udara dibeberapa mobil. Benturan yang disebabkan oleh suatu

tumbukan pemicu penguraian NaN3 sebagai berikut

NaN3(s) Na(S) + N2(g)

Gas nitrogen yang dihasilkan segera mengisi kantong yang terletak

antara pengemudi dan kaca depan. Hitung volume N2 yang

dihasilkan pada suhu 80oC dan tekanan 823 mmHg dari hasil

penguraian 60,0 g NaN3

• Persamaan untuk penguraian metabolis dari glukosa (C6H12O6)

adalah sama seperti persamaan pembakaran glukosa dalam udara:

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

Hitunglah volume CO2 yang dihasilkan pada suhu 37oC dan tekanan

1 atm, jika 5,60 gram glukosa digunakan pada reaksi ini

Tekanan Parsial

• Tekanan parsial adalah tekanan masing-masing gas pada suatu campuran.

• Hukum John Dalton (1801) bahwa tekanan total suatu campuran merupakan jumlah dari tekanan masing-masing gas itu.

• Jika PT tekanan total, PA tekanan parsial gas A maka

PA = XAPT

dimana XA = nA/(nA + nB+……); XA = fraksi mol, nA=mol A,

A

T

A XnBnA

nA

P

P

)(

Contoh

• Suatu sampel gas alam mengandung 8,24

mol metana (CH4), 0,421 mol etana

(C2H6), dan 0,116 mol propana (C3H8).

Jika tekanan total gas adalah 1,37 atm,

berapakah tekanan parsial gas-gas itu.

Hukum Dalton mengenai Tekanan Parsial

V dan T konstan

P1 P2 Ptotal = P1 + P2

26

Teori Kinetik Molekul Gas Ideal

1. Gas terdiri atas molekul-molekul yang

bergerak random.

2. Tidak terdapat tarikan maupun tolakan antar

molekul gas.

3. Tumbukan antar molekul adalah tumbukan

elastik sempurna, yakni tidak ada energi

kinetik yang hilang.

4. Bila dibandingkan dengan volume yang

ditempati gas, volume real molekul gas

dapat diabaikan.

27

Penyimpangan dari Perilaku Ideal

1 mol gas ideal

PV = nRT

n = PV RT

= 1.0

28

Akibat dari Gaya Antar Molekul

pada Tekanan yang Ditimbulkan Gas.

29

Persamaan Van der Waals

Gas Nyata

P + (V – nb) = nRT an2 V2 ( )

}

Tekanan

terkoreksi

}

volume

terkoreksi

30

PR 2

Diketahui bahwa 3,5 mol NH3 menempati

5,2 L pada suhu 47°C, hitunglah tekanan

gas ini (dalam atm) dengan menggunakan.

(a)Persamaan Gas Ideal, dan

(b)Persamaan Van der Waals. (lihat tabel

5.4)