bhn ajar kf s1

7/25/2019 bhn ajar kf s1

1/26

Diktat Kimia Fisika

SIFAT-SIFAT GAS

Gas terdiri atas molekul-molekul yang bergerak menurut jalan-jalan yang lurus

ke segala arah, dengan kecepatan yang sangat tinggi. Molekul-molekul gas ini selalu

bertumbukan dengan molekul-molekul yang lain atau dengan dinding bejana.

Tumbukan terhadap dinding bejana ini yang menyebabkan adanya tekanan.

Volume dari molekul-molekul gas sangat kecil bila dibandingkan dengan volume

yang ditempati oleh gas tersebut, sehingga sebenarnya banyak ruang yang kosong

antara molekul-molekulnya. Hal ini yang menyebabkan gas mempunyai rapat yang

lebih kecil daripada cairan atau zat padat. Hal ini juga yang menyebabkan gas bersiat

kompresibel atau mudah ditekan.

!ebagian besar gas tidak ber"arna, kecuali gas luorin, klorin ber"arna hijau

kekuningan, bromine ber"arna merah coklat, iodine ber"arna violet, nitrogen

dioksida, nitrogen trioksida merah coklat. Gas dapat memberikan perla"anan

terhadap gaya kepadanya sehingga akan berdiusi cepat didalam ruangan dan dapat

mele"ati penghalang yang porous#berpori$. Gas dapat mengembang bila dipanaskan

dan menyusut bila pengurangan tekanan.

%esaran siat gas dan satuannya &

!iat gas yang dapat diukur adalah volume, suhu, tekanan dan massa. Volume

gas selalu sama dengan volume tempatnya berada, karena mobilitas gas yang sangat

tinggi. !atuan volume gas adalah liter, mililiter atau m'.

Tekanan

Gaya per satuan luas disebut tekanan. Gaya adalah segala sesuatu yang

menyebabkan benda berubah gerakannya atau arahnya. Gaya yang sangat penting

adalah gaya graitasi. Gaya graitasi yang menarik udara menciptakan pengaruh udara

yang menekan bumi dikenal dengan tekanan atmosir.

!atuan gaya dalam system cgs adalah dyne yang dideinisikan sebagai gaya yang

diperlukan oleh massa ( gram untuk memperoleh percepatan sebesar ( cm sekon-).

( dyne * ( gr cm s-).

+alam satuan ! satuan gaya adalah e"ton #$ yang dideinisikan sebagai gaya

yang diperlukan untuk memberikan massa ( kg percepatan sebesar ( m sekon-).

( ne"ton * ( kg m s-).

Prodi Teknik Kimia S1-Fakultas Teknik UNNES-----------------------

1


2/26

Diktat Kimia Fisika

* (/dyne

Maka satuan tekanan adalah dyne cm-)atau m-).

0lat untuk mengukur tekanan udara #tekanan atmosir$ adalah barometer

torricelli, sesuai penemunya 1venge Torricelli #(23-(245$. Tinggi kolom raksa

barometer tergantung pada lokasi barometer dan suhu. 6ada suhu biasa di permukaan

laut kolom raksa tingginya 52 mm. !atu mmHg adalah tekanan yang diberikan oleh

kolom raksa dengan ketinggian ( mm. 7leh karena tekanan udara tergantung pada

letak geograis dan suhu maka dinyatakan dengan konsep atmoser standar. !atu #($

atmoser standar adalah tekanan yang diakibatkan oleh kolom air raksa setinggi 52

mm pada suhu o8.

( atm * 52 mmHg #pada o8$

( torr * ( 9 52 atm

* ('','))4 m-).

( atm dengan sistem cgs &

( atm * (,(')/ (2 g cm-(s-).

* (,(')/ (2dyne cm-).

( atm dalam ! &

( atm * (,(')45: (/kg m-(s-).

* (,(')45: (/ m-).

( 6a * ( m-).

( bar * (2dyne cm-)* ,:35 atm

0lat untuk mengukur tekanan gas dalam system tertutup disebut manometer. 0da )

jenis yaitu manometer ujung terbuka dan manometer ujung tertutup.

6atm 6atm 6atm


2


3/26

Diktat Kimia Fisika

6ada manometer ujung terbuka, apabila tinggi air raksa pada kedua kolom sama

berarti 6gas* 6atm. 0pabila tinggi raksa pada kolom sebelah kanan lebih tinggi daripada

sebelah kiri, berarti 6gas; 6atmmaka &

6gas* 6atm< 6Hg.

6ada saat tinggi kolom raksa sebelah kiri lebih tinggi berarti 6gas= 6atmmaka &

6gas* 6atm- 6Hg.

Manometer ujung-tertutup, umumnya digunakan untuk mengukur tekanan gas yang

bertekanan rendah, lebih rendah daripada tekanan atmoser. 6ada saat tekanan gas

sama dengan tekanan atmoser, kolom raksa pada kolom sebelah kanan akan penuh.

0pabila tekanan gas di dalam sistem dikurangi, maka 6gas * 6Hg karena tekanan di

atas raksa pada kolom sebelah kanan adalah nol.

Latihan 1

%erapa tekanan pada sistem yang ditunjukkan oleh manometer tertutup dan

manometer terbuka. Hitunglah dalam satuan !. 8airan yang dipakai Hg >


3


4/26

Diktat Kimia Fisika

Temperatur

!kala temperatur yang umum digunakan adalah skala derajat celcius dan sakla

arenheit. !kala celcius didasarkan pada titik beku air, yaitu o8 dan titik didih air

(o8. Harga yang sama pada skala ?ahrenheit adalah ')o? dan )()o?. ol derajat pada

skala arenheit adalah titik beku larutan jenuh a8l dalam air. Hubungan antara kedua

skala tersebut adalah

9

32

5

=FC

#(./$

dimana 8 dan ? adalah temperatur pada kedua skala. !kala absolute temperatur atau

umumnya dikenal dengan skala @elvin #@$. Hubungan antara skala absolut dan skala

celcius dapat diperoleh &

T#@$ * T #o8$ < )5',(/ #(.2$

Latihan 2

Temperatur badan normal dari manusia sehat adalah :3,4 o?. %erapakah harga tersebut

dalam skala celcius A

Gas dibagi menjadi dua jenis &

a. Gas deal

Baitu gas yang mengikuti secara sempurna hukum-hukum gas #%oyle, Gay Cussac

dsb$

b. Gas on deal9 yata

Baitu gas yang hanya mengikuti hukum-hukum gas pada tekanan rendah.

Gas ideal sebenarnya tidak ada, jadi hanya merupakan gas hipotesis. !emua gas

sebenarnya tidak ideal. 6ada gas ideal, bah"a molekul-molekulnya tidak tarik menarik

dan volume molekulnya dapat diabaikan terhadap volume gas itu sendiri atau ruang

yang ditempati. !iat gas ideal ini hanya didekati oleh gas beratom pada tekanan

rendah dan pada temperatur yang tinggi.

Hukum-hukum Gas deal

(. Hukum %oyle

Tekanan berbanding terbalik dengan volume pada temperatur tetap dan untuk

sejumlah tertentu gas, yaitu &


4


5/26

Diktat Kimia Fisika

6(V(* 6)V) #(.5$

Latihan 3

Hitung tekanan yang diperlukan untuk menekan 4,)4 dm'gas pada 4() torr menjadi

(,/2 dm'pada keadaan isotermis. Dbahlah tekanan dalam satuan ! >

Latihan 4

!ejumlah tertentu gas diekspansi dari tekanan 52 torr menjadi )/ torr pada

temperatur tetap. %ila volume mula-mula adalah ( dm', Hitung volume akhir >

). Hukum 8harles atau Gay Cussac

!ejumlah tertentu gas pada tekanan tetap #dalam keadaan isobar$, volume #V$

berbanding lurus dengan temperature #T$. Hubungannya adalah

2

2

1

1

T

V

T

V = #(.3$

'. Hukum Gas ideal

Hukum %oyle dan hukum 8harles atau hukum Gay Cussac dapat digabungkan

bersama, yaitu untuk sejumlah massa tertentu dari gas,

tankonsT

PV= #(.:$

@ondisi sejumlah massa tertentu dapat dihilangkan dengan bantuan hipotesis0vogadro yang menyatakan bah"a pada kondisi temperatur dan tekanan yang sama,

gas-gas dengan volume sama akan mengandung jumlah molekul yang sama. Maka

persamaan menjadi &

RnT

PV= #(.($

dimana & n * banyaknya mol

E * konstanta gas

Dntuk ( mol gas, persamaan idealnya adalah &

6

V * E T #(.(($

dimana

V adalah volume ( mol gas.

Tabel Harga

Tipe satuan Harga Satuan


5


6/26

Diktat Kimia Fisika

Mekanik ,3)/4 dm'atm mol-(@-(

Mekanik 3),/4 ml atm mol-(@-(

8gs 3,'(44 erg mol-(@-(

Cistrik 3,'(44 Foule mol-(@-(

6anas (,:35) @al mol-(@-(

4. Hukum +alton tentang Tekanan 6arsial

Tekanan total dari sebuah campuran gas ideal adalah jumlah dari tekanan parsial

masing-masing gas, yaitu &

6 total * 6 gas( < 6 gas) < 6 gas' < .< 6i.

* Pi

#(.()$

dimana 6i adalah tekanan parsial dari gas dalam campuran. Tekanan parsial dari

semua komponen dalam suatu campuran gas ideal dapat dihubungkan dengantekanan totalnya dengan persamaan &

pi * i . 6 #(.('$

Ii * raksi mol dari gas ke i

*sistemmolseluruhjumlah

ikegasmoljumlah

#(.(4$

Latihan 5

!ebuah bejana mempunyai kapasitas 4 dm

'

. %ila 4 gr 7)dan ( gr )pada )5

o

8dimasukkan. Hitung &

a. ?raksi mol dari masing-masing gas

b. Tekanan parsial

c. Tekanan total

/. Teori 1usi Graham

Menurut teori eusi Graham, laju eusi #atau keluarnya gas melalui suatu lubang$

dari gas-gas pada tekanan dan temperatur yang sama berbanding terbalik denganakar kuadrat kerapatannya, yaitu bila V(dan V)adalah laju eusi dari kedua macam

gas, d(dan d)adalah kerapatan, maka

12

2

1 /ddV

V= #(.(/$


6


7/26

Diktat Kimia Fisika

1

2

1

2

M

M

d

d= #(.(2$

6ersamaan umum ini diturunkan dengan bantuan persamaan #(.(2$ yaitu pada

temperature dan tekanan yang sama, kerapatan masing-masing gas sebanding

dengan berat molekulnya. !ehingga &

12

2

1 /MMV

V= #(.(5$

6ersamaan umum untuk laju eusi bila kedua gas mempunyai tekanan yang

berlainan adalah

12

2

1

2

1 /MMp

p

V

V= #(.(3$

Latihan 6

Gas oksigen #( dm' pada ( atm$ membutuhkan "aktu ) menit untuk bereusi

melalui sebuah lubang. %erapa "aktu yang dibutuhkan gas He, ) dan uap !?2

untuk bereusi pada kondisi yang sama A

2. %erat molekul Gas deal

6ersamaan gas ideal untuk n mol gas adalah

6V * n ET

* RTM

W

M *P

RTd

PV

WRT= #(.(:$

+imana & M * berat molekul gas

d * density gas

J * berat gas

6ada tekanan dan temperatur tertentu, suatu gas dengan volume tertentu

ditimbang, beratnya * J. +engan menggunakan rumus gas ideal diatas %M gas

dapat dihitung.

Latihan 7

( dm'udara sample pada tekanan ( atm dan )5 o8 mempunyai berat ,() kg.

Hitung berat molekul eekti udara bila udara bersiat seperti gas ideal >


7


8/26

Diktat Kimia Fisika

5. Gas yata

!iat gas nyata dapat dinyatakan dengan berbagai macam persamaan keadaan yang

hanya berlaku pada keadaan temperatur dan tekanan tertentu. %eberapa

persamaan tersebut &

a. 6ersamaan Van der Jaals

#6

bhn ajar kf s1

Documents