KIMIA FISIKA:

GAS IDEAL & NYATAProf. Dr. Heru Setyawan

Jurusan Teknik Kimia FTI – ITS

Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111

E-mail: sheru@chem-eng.its.ac.id

ISU YANG AKAN DIBAHAS . . .

� Perilaku gas ideal

� Berlakunya hukum gas ideal

� Faktor kompresibilitas

� Teori kinetika gas ideal

Prof. Dr. Heru Setyawan, Jurusan Teknik Kimia FTI – ITS

Hukum Boyle

24,45

L atm

1

5

10

15

20

25

30

Vo

lum

e (

lite

r)

234567891012,228,156,114,894,083,493,062,722,44

Robert Boyle (1662):

Volume suatu gas dengan jumlah tertentu, pada suhu konstan berbanding

terbalik dengan tekanan gas.

P

KV 1= 1KPV =

22111 VPKVP ==1

2

2

1

V

V

P

P =

0

5

1 3 5 7 9

Tekanan (atm)

0 100 200 300 400 5000

5

10

15

20

25

30

35

V

(L)

T (K)

1 mol butana pada 1 atm

0 100 200 300 400 5000

10

20

30

40

50

60

70

1 mol, 1 atm 2 mol, 1 atm 1 mol, 2 atm

V (

L)

T (K)

Butana

Hukum Charles atau Gay-Lussac

TKV 2=

Charles (1787):

Gas hidrogen, udara, karbon dioksida, dan oksigen mengembang dengan

jumlah yang sama ketika dipanaskan dari 0 sampai 80 °C.

+=

+=+=15,273

15,273

15,2731

15,273 0000

tV

tVV

tVV

00 T

T

V

V =

Gay-Lussac (1802):

Untuk semua gas, pertambahan volume untuk kenaikan suhu setiap derajad

Celsius kira-kira sama dengan 1/273 dari volume gas pada 0 °C.

1

2

1

2

T

T

V

V =

Secara umum

Hukum Gas Gabungan

Gas

Tekanan P1

Suhu T1

Volume V1

Gas

Tekanan P2

Suhu T1

Volume Vx

Ditekan(atau

diekspansikan)

2

11

P

PVVx =

Dipanaskan

22 T

TVV x=

Gas

Tekanan P2

Suhu T2

Volume V2

Dipanaskan

12 T

12

2112 TP

TVPV =

KT

VP

T

VP === konstanta2

22

1

11

KTPV =

(Hukum gas gabungan)

Konstanta Gas

KTPV =

K = ? K = nR(n = jumlah mol gas yang menempati volume V pada P dan T.

nRTPV = (Persamaan gas ideal)

R = ?

1-1- molderajad atmliter 08205,015,2731

413,221 ⋅=××==

nT

PVR

Nilai R dalam berbagai satuan

Tekanan Volume Suhu n R

Atmosfer Liter K g-mol 0,08205 liter⋅atm/K⋅g-mol

Atmosfer cm3 K g-mol 82,05 cm3⋅atm/K⋅g-mol

Dyne/cm2 cm3 K g-mol 8,314 × 107 erg/K⋅g-mol

Mm Hg cm3 K g-mol 62,360 cm3⋅mm Hg/K⋅g-mol

R dalam joule K g-mol 8,314 joule/K⋅g-molR dalam joule K g-mol 8,314 joule/K⋅g-mol

R dalam kalori K g-mol 1,987 kal/K⋅g-mol

Hukum Dalton tentang Tekanan Parsial

Pada suhu konstan, tekanan total yang diberikan oleh campuran gas dalam

volume tertentu sama dengan jumlah tekanan masing-masing gas yang akan

diberikan jika gas menempati volume total yang sama sendirian.

...321total +++= PPPP

P1, P2, P3, dst. = tekanan masing-masing gas

(tekanan parsial)(tekanan parsial)

Tekanan total campuran gas sama dengan jumlah tekanan

parsial masing-masing komponen dari campuran.

Hukum Amagat tentang Volume Parsial

Pada sembarang campuran gas, volume total dapat dianggap merupakan

jumlah volume parsial masing-masing komponen dalam campuran.

...321 +++= VVVV

V1, V2, V3, dst. = volume parsial

Yang dimaksud volume parsial adalah volume dimana masing-masing gas

akan menempati jika ada sendirian pada suhu dan tekanan total yang akan menempati jika ada sendirian pada suhu dan tekanan total yang

diberikan.

Jika hukum gas ideal dapat diberlakukan:

dst. , , 2211 VNVVNV ==

Hukum Graham tentang Difusi (1829)

Pada suhu dan tekanan konstan, laju difusi berbagai macam gas berbanding

terbalik dengan akar kuadrat rapat jenisnya atau berat molekulnya.

1

2

2

1

ρρ

=u

u

221 MV

u

u m ==ρρ

112 MVu m

==ρ

• u1 dan u2 = laju difusi gas 1 dan gas 2• ρ1 dan ρ2 = rapat jenis gas 1 dan gas 2

• M1 dan M2 = berat molekul gas 1 dan gas 2

• Vm = volume molar

Dapat Berlakunya Hukum Gas Ideal

nRTPV =

22,4

PV(liter atm

/mol)

PV

nRT

PVz =

(Compressibility factor)