Laboratorium Ilmu Dasar Teknik Kimia IUniversitas Sumatera Utara

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sifat- Sifat Gas

Sifat mekanika gas yang tersusun atas sejumlah besar atom-atom atau

molekul-molekul penyusunnya dijelaskan dalam teori kinetik gas. Dalam

menjelaskan perilaku gas dalam keadaan tertentu, teori kinetik gas

menggunakan beberapa pendekatan dan asumsi mengenai sifat-sifat gas yang

disebut gas ideal (Kemdikbud, 2009).

Sifat-sifat gas ideal dinyatakan sebagai berikut.

1. Suatu gas terdiri dari partikel-partikel, yang dinamakan molekul-molekul.

Dimana jika sebuah elemen atau senyawa berada dalam keadaan

stabil,maka molekul-molekulnya dianggap identik.

2. Molekul- molekul bergerak secara serampangan dan menuruti hukum-

hukum gerak Newton.

3. Jumlah seluruh molekul adalah besar.

4. Volume molekul-molekul adalah pecahan kecil yang dapat diabaikan dari

volume yang ditempati oleh gas tersebut. Walaupun jumlah molekul-

molekulnya sangat banyak,namun molekul-molekul tersebut adalah sangat

kecil.

5. Tidak ada gaya-gaya yang paling kecil yang cukup besar yang beraksi

pada molekul-molekul kecuali sebuah tumbukan.

6. Tumbukan-tumbukan adalah elastik dan tumbukan-tmbukan terjadi dalam

waktu yang sangat singkat. Tumbukan-tumbukan antara molekul-molekul

dan antara molekul dan dinding-dinding wadah akan mempertahankan

kekelalan momentum.

Pada kenyataannya, tidak ditemukan gas yang memenuhi kriteria gas ideal.

Akan tetapi, sifat semua gas riil akan mendekati abstraksi sifat gas ideal jika

kerapatan gas adalah cukup rendah (Haliday, 1978).

2.2 Hukum – Hukum Gas

Sifat-sifat gas dapat dipelajari dari segi eksperimen dan dari segi teori.

Hukum-hukum berikut diperoleh dari hasil-hasil eksperimen.Nikmati hidup karena hidup itu dinamis 3

Florentina Pandiangan / 120405119 XXXV ( Tiga

Puluh Lima)

Laboratorium Ilmu Dasar Teknik Kimia I4

Universitas Sumatera Utara

2.2.1 Hukum Boyle

Gas memiliki kecenderungan kembali ke volume asalnya setelah

dimampatkan atau di muaikan. Hukum Boyle ini disebut juga idealisasi artinya

hanya dapat digunakan dan berlaku untuk semua gas pada tekanan yang sangat

rendah; untuk (Oxtoby, 1998).

Robert Boyle menemukan bahwa apabila suhu gas dijaga agar selalu

konstan, maka ketika tekanan gas bertambah, volume gas semakin berkurang.

Demikian juga sebaliknya ketika tekanan gas berkurang, volume gas semakin

bertambah. Istilah kerennya tekanan gas berbanding terbalik dengan volume

gas. Hubungan ini dikenal dengan julukan Hukum Boyle (Dito, 2010)

2.2.2 Hukum Gay Lussac

Berdasarkan percobaan yang dilakukannya, menemukan bahwa apabila

volume gas dijaga agar selalu konstan, maka ketika tekanan gas bertambah,

suhu mutlak gas pun ikut bertambah. Demikian juga sebaliknya ketika tekanan

gas berkurang, suhu mutlak gas pun ikut berkurang. Istilah kerennya, pada

volume konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlak gas (Dito,

2010).

2.2.3 Hukum Gas Ideal

Teori kinetik gas membahas hubungan antara besaran-besaran yang

menentukan keadaan suatu gas. Jika gas yang diamati berada di dalam ruangan

tertutup, besaran-besaran yang menentukan keadaan gas tersebut adalah

volume (V), tekanan (p), dan suhu gas (T). Menurut proses atau perlakuan

yang diberikan pada gas, terdapat tiga jenis proses, yaitu isotermal, isobarik,

dan isokhorik. Pada proses isobarik, tekanan gas tetap, sedangkan volume dan

temperatur gas berubah. Demikian juga dalam proses isokhorik dan isotermal,

terdapat satu variabel atau besaran gas yang berada dalam keadaan tetap,

sedangkan kedua variabel gas lainnya berubah (Kemdikbud, 2009).

Kerapatan gas dipergunakan untuk menghitung berat molekul suatu gas,

ialah dengan cara membandingkan suatu volume gas yang akan dihitung berat

molekulnya dengan berat gas yang telah diketahui berat molekulnya (sebagai

Nikmati hidup karena hidup itu dinamis Florentina Pandiangan / 120405119

XXXV ( Tiga Puluh Lima)

Laboratorium Ilmu Dasar Teknik Kimia I5

Universitas Sumatera Utara

standar) pada temperatur atau suhu dan tekanan yang sama. Kerapatan gas

diidenfinisikan sebagai berat gas dalam gram per liter. Untuk menentukan

berat molekul ini maka ditimbang sejumlah gas tertentu kemudian diukur pV

dan T-nya. Oleh karena setiap proses yang dilakukan pada gas berada dalam

ruang tertutup, jumlah molekul gas yang terdapat di dalam ruang tersebut dapat

ditentukan sebagai jumlah mol gas (n) yang jumlahnya selalu tetap.

Dengan demikian, persamaan keadaan gas ideal dapat dituliskan menjadi:

p V = n R T (2-1)

dimana n = m/BM

sehingga, p V = (m/BM) RT (2-2)

dengan mengubah persamaan (2-2)

P(BM) = (m/V) RT = ρ RT

di mana:

BM : Berat molekul (gram/mol) ρ : Massa jenis ( gram/ml)

P : Tekanan gas (atm) V : Volume gas (L)

R : Tetapan gas ideal (0,08206 L atm/mol oK)

T : Suhu absolut (K)

(Heru, 2010)

Bila gas ideal sifat-sifatnya dapat dinyatakan dengan persamaan yang

sederhana ialah pV = n R T, maka sifat-sifat gas sejati hanya dapat dinyatakan

dengan persamaan, yang lebih kompleks lebih-lebih pada tekanan yang tinggi

dan temperatur yang rendah. Bila diinginkan penentuan berat molekul suatu

gas secara teliti maka hukum-hukum gas ideal dipergunakan pada tekanan yang

rendah. Tetapi akan terjadi kesukaran ialah bila tekanan rendah maka suatu

berat tertentu.

Persamaan gas ideal bersama-sama dengan massa jenis gas dapat digunakan

untuk menentukan berat molekul senyawa volatil. Dalam hal ini menyarankan

konsep gas ideal, yakni gas yang akan mempunyai sifat sederhana yang sama

dibawah kondisi yang sama (Haliday, 1978).

2.3 Faktor koreksi

Nikmati hidup karena hidup itu dinamis Florentina Pandiangan / 120405119

XXXV ( Tiga Puluh Lima)

Laboratorium Ilmu Dasar Teknik Kimia I6

Universitas Sumatera Utara

Nilai BM hasil perhitungan akan mendekati nilai sebenarnya, tetapi masih

mengandung kesalahan. Ketika labu erlenmeyer kosong ditimbang, labu ini

penuh dengan udara. Setelah pemanasan dan pendinginan dalam desikator,

tidak semua uap cairan kembali ke bentuk cairannya, sehingga akan

mengurangi jumlah udara yang masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer. Jadi

massa labu erlenmeyer dalam keadaan ini lebih kecil dari pada massa labu

erlenmeyer dalam keadaan semua uap cairan kembali kebentuk cairannya. Oleh

karena itu massa cairan X sebenarnya harus ditambahkan dengan massa udara

yang tidak dapat masuk kembali ke dalam labu erlenmeyer karena adanya uap

cairan yang tidak mengembun. Massa udara tersebut dapat dihitung dengan

menganggap bahwa tekanan parsial udara yang tidak dapat masuk sama dengan

tekanan uap cairan pada suhu kamar. Nilai ini dapat diketahui dari literatur.

Sebagai contoh untuk menghitung tekanan uap metanol pada suhu tertentu

dapat digunakan persamaan: Dimana P adalah tekanan uap dalam mmHg dan T

adalah suhu dalam derajat celsius (Fransiska, 2010)

2.4 Senyawa Volatil

Senyawa volatil adalah senyawa yang mudah menguap. Salah satu cara

untuk membedakan suatu senyawa volatil atau tidak bisa dari bau (untuk

senyawa yang berbau, karena tidak semua senyawa volatil berbau). Bau dapat

tercium bila ada senyawa tersebut yang menguap dan tertangkap indera

penciuman. Dalam praktikum penentuan berat molekul ini yang dipakai

sebagai sampel senyawa volatil adalah metanol dan benzena (Kimia Indonesia,

2009).

2.6 Aplikasi Percobaan “ Pemisahan Metanol dan Air dengan Cara Distilasi”

Distilasi merupakan metode pemisahan yang memanfaatkan perbedaan

titik didih masing-masing komponen. Dua tahap utama yang terjadi dalam proses

destilasi yaitu pendidihan dan pengembunan. Pemisahan terjadi dengan cara

pemanasan (penguapan) dan pengembunan kembali.

Destilasi sederhana prinsipnya memisahakan zat cair yang memiliki titik

didih yang rendah, atau dengan kata lain untuk memisahkan dua atau lebih

Nikmati hidup karena hidup itu dinamis Florentina Pandiangan / 120405119

XXXV ( Tiga Puluh Lima)

Laboratorium Ilmu Dasar Teknik Kimia I7

Universitas Sumatera Utara

komponen yang memiliki perbedaan titik didih yang cukup jauh atau dengan salah

satu komponen bersifat volatil (menguap).

Destilasi bertingkat dapat dikatakan sebagai suatu proses distilasi

berulang. Proses berulang ini terjadi pada kolom fraksional. Kolom fraksional

terdiri dari beberapa plat dimana pada setiap plat terjadi pengembunan. Uap yang

naik ke plat yang lebih tinggi akan lebih banyak mengandung cairan yang lebih

mudah menguap, sedangkan untuk cairan yang kurang menguap lebih banyak

berada dalam kondensat.

Dalam hal ini, metanol memiliki titik didh yang lebih rendah dari air,

sehingga metanol akan menguap terlebih dahulu, dan air akan tinggal karena titik

didihnya lebih tinggi dari pada metanol. Sehingga proses ini dapat diterapkan pada

metanol (Khairunisa, 2012)

Nikmati hidup karena hidup itu dinamis Florentina Pandiangan / 120405119

XXXV ( Tiga Puluh Lima)