GAS

1. Sifat-sifat Gas :

Gas tda :

Molekul-molekul :

a. Molekul bergerak menurut jalan yang lurus ke segala arah dengan kecepatan

tinggti

b. Molekul selalu bertumbukan, baik antar molekul maupun dengan bejana (→

tekanan)

c. Molekul-molekul gas volumenya <<< V bejana; → rapat gas << rapat cairan

<< rapat zat padat.

Karena a*), maka gas yang satu mudah bercampur dengan gas yang lain

(asal tidak bereaksi)

Misal : N2 dan O2 > CO2 dan H2

Gas ideal

Gas dibedakan

Gas Non ideal (Nyata)

Gas ideal : Yakni gas yang mengikuti secara sempurna hokum-hukum

Gas (Boyle, Gay LussaC)

Gas Non ideal (Nyata) : yaitu gas yang hanya mengikuti hokum-hukum gas

pada P. rendah)

Gas ideal sebenarnya tidak ada hanya merupakan gas hipotetis

Pada gas ideal dianggap, bahwa :

- molekul-molekulnya tidak tarik menarik

- volume molekulnya dapat diabaikan terhadap volume ruangan yang

ditempati

Sifat ideal dapat didekati oleh gas sejati beratom 2 atom pada “tekanan

rendah” dan pada “temperature yang relative tinggi”

2. Hukum-Hukum Gas

a. Hukum Boyle (1662).

Dalam batas-batas kesalahan percobaan Robert Boyle (1662) mendapatkan “

“Volume dari sejumlah tertentu gas pada temperature tetap,

1

berbanding terbalik dengan tekanannya”

Secara matematis dapat dinyatakan :

:: atau V =

= Volume gas

P = Tekanan gas

K1 = tetapan yang besarnya tergantung : temperature, massa gas, jenis gas

dan satuan P dan V

Pada T = Tetap :

atau

P (atm)

10000 K

`8000 K

6000 K

4000 K

2000 K

V (liter)

Grafik Isotermal untuk 1 mole gas

b. Hukum Charles dan Gay Lussac

Charles (1787) : dalam percobaan mendapatkan bahwa gas H2, udara,

CO2 dan O2, pada tekanan “(P) tetap”, pemanasan

antara 0 – 800 C Volumenya berkembang dengan

jumlah yang tetap.

Gay Lussac (1802) : percobaannya mendapatkan bahwa :

` Semua gas yang dipanaskan pada tekanan tetap,

2

volumenya bertambah sebesar volumenya

pada O0C atau

Oleh karena itu : Jika : V0 = Volume gas pada O0 C V = Volume gas pada t0 C, maka

: jika :273,15 + t = T (0 K)

273,15 = T0 (0 K)

maka;

atau :

Jadi : Volume sejumlah tertentu gas pada tekanan tetap berbanding

lurus dengan temperature absolutnya

Hubungan V dan T

P = 2 atm

P = 2 atm

- 30

V (ℓ) P = 3 atm

- 20

P = 5 atm

-10

0 200 400 600 800 1000

T (0 K)

Grafik Isobar untuk 1 mole gas.

c.Hukum Boyle - Gay Lussac

3

Keadaan I

Gas Keadaan II

Gas

A

(Isoterm) B (isobar)

Keadaan

Peralihan

Pada perubahan A, menurut hokum Boyle :

Pada perubahan B, menurut hokum Gay Lussac :

maka :

atau :

K = tetapan

merupakan rumus umum, yang menyataka

hubungan antara P, V, dan T suatu gas.

Hukum Boyle dan Gay Lussac, hanya menyatakan pada keadaan-keadaanYang khusus.

Pada T tetap PV = K1 (Boyle)

Pada P tetap (Gay Lussac)

Tetapan Gas Umum

4

PV = KT → K ditentukan oleh :

- Jumlah mole gas- Satuan P dan T, Hp tidak tergantung jenis gas

Pada P dan T tertentu, K :: V atau Jumlah mole gas

Tiap mole = R, makaK = n R → R = tetapan gas umum (untuk 1 mole gas)

AtauPV = n RT --- per. Gas ideal

R =

=

=

Bila V = ccP = atm

Biasanya R dinyatakan dalam erg, joule, atau kalori.

Kal = 4,184 joule

2.5. Hukum Dalton

Pada temperature tetap, tekanan total suatu campuran gas sama

dengan jumlah tekanan parsialnya.

Ptotal = P1 + P2 + P3 + ………… Pn

P1, P2, P3 dan seterusnya = tekanan parsiil

5

Tekanan Parsiil gas = tekanan dari gas tersebut bila sendirian di

Dalam ruangan.

Bila untuk masing-masing gas dalam campuran dikenakan hokum gas

ideal, maka :

Ptotak =

=

Masing-masing tekanan parsial gas mempunyai hubungan dengan

tekanan tptal sebagai berikut :

Dengan cara yang sama; maka :

Dst

mole fraksi gas pertama dalam campuran (N)

Jumlah mole fraksi dalam campuran = 1

6

2.6. Hukum Amagat

Di dalam tiap-tiap campuran gas, Volume total gas sama dengan

jumlah volume parsialnya

Volume parsial gas di dalam campuran ialah volume gas tersebut, bila

sendiran dalam ruang, pada temperature dan tekanan campuran.

Sesuai dengan H. Dalton, di sini juga dapat dinyatakan bahwa :

2.7. Hukum Graham

Pada temperatur dan tekanan tetap, kecepatan diffusi berbagai-bagai

gas berbanding terbalik dengan akar rapatnya atau berat molekulnya.

Pada P dan T sama, dua gas mempunyaivolume moler sama

M1, M2 = berat molekul gas

Vm = Volume molar gas

NB M (berat molekul) = Jumlah berat atom

3. Teori Kinetik Gas

Sifat gas berdasarkan Teori Kinetik Gas (oleh Bernawi 1738, Clausius,

Boltzmann, Vander Waals dan Jeans)

Teori tersebut berdasarkan anggapan sebagai berikut :

3.5. Gas tda partikel-partikel sangat kecil (= molekul) massa dan besanrya

sama untuk tiap-tiap jenis gas

3.6. Molekul-molekul selalu bergerak ka segala arah & selalu bertumbukan,

baik antar molekul maupun dengan dinding.

7

3.7. Tumbukan molekul >< dinding → Tekanan (F/A)

3.8. Tumbukan lenting sempurna, tidak ada Tenaga yang hilang

3.9. Pada P relatif rendah, jarak antar molekul >>> Ø molekul itu sendiri →

gaya tarik antar molekul diabaikan

3.10. Karena molekul sangat kecil <<< jarak antar molekul, → V molekul

dapat diabaikan dan molekul-molekul dianggap sebagai titik-titik bermassa.

3.11. Temperatur absolut Tenaga Konetik rata-rata dari semua m,olekul

dalam sistem.

Rumus gas yang diturunkan secara matematis atas dasar anggapamn di atas,

sesuai dengan hasil-hasil percobaan.

Kita ambil suatu Kubus yang berisi n1 melekul gas

m = massa masing-masing molekul

= Kecepatan molekul, yang diuraikan menjadi 3 komponen x > y dan z,

pada sumbu x, sumbu y dan sumbu z

2 = 2x + 2x + 2x

= kecepatan akar rata-rata kuadrat

“CAIRAN”

Cairan mempunyai volume tetap dan hanya sedikit dipengaruhi oleh tekanan.

Rapat dan Viscousitasnya > gas

bercampur sempurna

Cairan-cairan bercampur sebagian

tidak bercampur

8

Dari Teori Kinetik Gas :

- Cairan adalah kelanjutan dari fase gas

- Cairan mempunyaai gaya tarik antar molekul (kohesi) yang kuat, sehingga dapat

menahan volumenya untuk tetap.

- Namun demikian molekul-molekulnya masih dapaat bergerak bebas, hanya

gerakannya tidak sebebas Gas.

- Cairan merupakan bagian darri Zat alir (fluid), kemampuan alirnya tergantung

besar kecilnya Kohesi dan adhesi.

- Kohesi Viscousitas kemampuan alir

- Gaya yang bekerja antara molekul-molekul cairan berupaa “gaya Vander Waals”

- Gaya Vander waals assosiasi molekul

1. Keadaan Kritis Cairan

Cairan

Bila air diletakkan dalam bejana tertutup, akan mempunyai tekanan uap tertentu.

Tekanan uap air dalam bejana tergantung “suhu “

misal : P pada t = 25 0C = 23, 76 mm Hg

P pada t = 100 0C = 760 mm Hg

Jika suhu dinaikkan terus, tekanan uapjuga bertambah, tetapi selalu ada dalam

kesetimbangan antara air dan uap.

Air Uap

9

Pada suhu 374,4 0C, batas antara air dan uang hilang

Air dalam keadaan ini disebut pada titik Kritis dan Volume molarnya disebut

“Volume Kritis”.

Untuk air : tc = 374,4 0C

pc = 219,5 atm

Vc = 58,7 CC/mole

Hubungan P-V-T Cairan dan Gas

Andreas :mengatur variasi volume CO2 dengan tekanan pada temperatur

tetap

Didapat hasil : CO2 mempunyai temperatur kritis 20,98 0C dan tekanan

Kritis 73 atm.

Pada : 48,1 0C gas CO2 tidak mungkin dicairkan

30,980C dan tekanan 7333 atm, mulai terdapat CO2 cair

Sehingga : 30,98 0C,

Misal : 21,5 0C, bila CO2 ditekan akan mencair

Selama pencairan tekanan tetap

Selama ini ada keseimbangan :

Setelah semua CO2 mencair, penambahan tekanan hanya menambah

tekanan dari CO2 dan grafik naik dengan tegak.

C D

Grafik

120

48,1 0C

110

100

10

V = Vapour = gas

Teka

nan

(atm

)

35,5 0C

32,5 0C

31,1 0C 30,98 0C

A 21,5 0C B

1 sothermol CO2

90

80

70

6013,1 0C

50

40

0 80 120 160 200 240 280

Volume CC

Prinsip Kontinuitas Keadaan

Menurut prinsip ini, fase cair merupakan kelanjutan dari fase gas.

(lihat grafik P – V – T CO2).

Kalau kita mengubah cairan CO2 dari A ke B pada temperatur sama,

akan melalui perubahan fase yang jelas. Tetapi kalau perubahan itu melalui

C, D kemudian B, maka perubahan fase cair ke gas pada saat melalui garis

isoternal kritis, tidak dapat diikuti.

Atas dasar ini, persamaan keadaan untuk gas berlaku pula untuk

keadaan kritis atau bahkan keadaan cair.

Persamaan Van der Waals untuk Isotermal CO2

Persamaan Van der Waals :

bola : n = 1

Menurut prinsip kontinouitas keadaan, pers tersebut dikenakan pada

temperatur.

- di atas

- pada Temperatur kritis

- di bawah

11

Untuk temperatur : di atas dan pada temperatur kritis, hasil hitungan

sama dengan percobaan

Unruk temperatur : di bawah temperatur kritis terdapat sedikit

perbedaan.

Namun demikian bila penekanan dilakukan perlahan-lahan keadaan akan

cocok dengan percobaan, hanya keadaan ini tidak stabil.

Penetapan tetapan Vaan Deer Waals

Bila peersamaan Vander Waals berlaku pada temperatur kritis, maka

tetapan Van der Waals, a dan b dapat dihitung :

P + V – b = RT

PV3 - V2 (Rt + Pb) + aV – ab = 0

V3 - V2 + V - = 0

Persamaan ini akan menghasilkan 3 harga V = untuk tiap harga P dan T

Pada 25 0C, harga V ialah b, c dan d

Pada 50 0C, harga V nyata satu, sedangkan pada temperatur kritis ketiga

harga tersebut sama, yaitu sama dengan Vc

V = Vc → V – Vc = 0

hingga :

V3 - (3 Vc) V2 + (3 Vc 2) V – Vc 3 = 0

Persamaan ini identik dengan persamaan di atas, hingga :

3 Vc =

3 Vc 2 =

12

Vc3 =

=

Harga : Vc paling tidak tepat dibandingkan dengan Pc dan Tc, sehingga lebih

baik a dan b dicari dari Pc dan Tc.

b = , 3 Vc =

b =

a = ; b = ; b =

a = 3 (3b)2 Pc =

Harga R juga dapat diperoleh dari pers :

1.6. Tetapan Kritis Gas

Dalam tabel berikut diberikan tetapan Gas pada temperatur kritis, yaitu

tc, Pc dan dc (rapat kritis).

Rapat Kritis ialah massaa zat tiap cc pada “titik Kritis”.

Mathias & Cailletet mendapatkan, bahwa :

13

b =

harga rata-rata hitung rapat dalam keadaan cair dan uapnya yang

setimbang merupakan fungsi linier dari temperaturnya dalam 0C.

t = A + B

dl = rapat cairan dv = rapat vaper (uap)

Pada temperatur kritis tc, maka dv = dl = dc sehingga persamaan menjadi :

tc = A + B = A + Bdc

Bila tc diketahui, maka dc dapat ditentukan lebih tepat dari pada mengukur dc

secara langusng.

Temp 0C

Tc = 157,5 0C Gambar :

Variasi rapat rata-rata SO2 terhadap

Yemperatur

160

120

80

40

dv dl

0 0,4 0,8 1,2 1,6 rapat (gr/cc)

Tabel. 4.1. Tetapan Kritis Gas

Gas Tc (0C) Pc (atm) Dc (gr/cc)

NH3 132,4 111,5 0,235

Ar - 122 48 0,531

CO2 30,98 73,0 0,460

Cl2 144,0 76,1 0,573

Ho - 267,9 2.26 0,0692

H2 O 374,4 219,5 0,307

Persamaan Keadaan Tereduksi

Persamaan Van der Waals :

14

a = 3 Vc2 . Pc

b =

berlaku untuk semua zat

cair dan gas.

= Pr = tekanan tereduksi

= Vr = volume tereduksi

= Tr = temperatur tereduksi

Pencairan Gas

Cara pencairan suatu gas tergantung dari jenisnya. Untuk gas-gas yang

mempunyai titik caair di sekitar suhu kamar dan tekanan atm, mudah

dicairkan hanya dengan penekanan.

Contoh :

- Gas Cl2 - Gas NH3

- Gas SO2 - Gas CH4Cl

- Gas H2S - Gas freon (CF2 Cl 2)

Gas-gas tersebut di atas :

- mempunyai temperatur Kritis yang tinggi

- mudah dicairkan sehingga banyak digunakan untuk refregenerator

rumah tangga

Untuk gas dengan temperatur kritis rebndah, sebelum dapat dicairkan,

temperaturnya harus diturunkan di bawah temperatur kritis.

Untuk memperoleh temperatur rendapat dilakukan :

- pengembangan adiabatis

15

(joule – Thomson – effect : Linde Proses)

- pengembangan adiabatis dengan melakukan kerja (Claude-

Proses)

(Dibahas lebih lanjut pada Thermodinamika).

2. Tekanan Uap Cairan

2.1. Arti Tekanan Uap

Penguapan cairan terjadi karena molekul;-molekul cairan di permukaan

cairan meninggalkan cairan. Molekul-molekul ini mempunyaai tenaga lebih

besar daripada tenaga rata-rata dalam cairan :

Penguapan tidak terjadi terus menerus, sebab sebagian dari uap kembali

ke dalam cairan

Bila kecepatan penguapan dan pengembunan sama maka terjadi

kesetimbangan. Tekanan uap pada kondisi setimbang disebut “tekanan

uap jenuh” atau tekanan uap.

Banyaknya panas yang diperlukan untuk menguapkan cairan tergantung

dari :

- jenis cairan

- banyaknya cairan

- temperatur

Untuk suatu temperatur tertentu, banyaknya panas yang diperlukan untuk

menguapkan 1 mole cairan disebut “panas penguapan molar” ( Δ Hv)

Δ Hv = Hv - Hl

Hv = entalpi Uap

Hl = entalpi Cairan

Karena : Δ H = Δ E + PΔ V

maka :

Δ Hv = berharga positif

Δ V = Vv - Vl

P = tekanan Uap cairan

2.2. Variasi Tekanan

Tekanan Uap = fungsi dari temperatur

Makin tinggi temperatur, makin besar tekanan uapnya dan mencapai “harga

maksimal” pada “temperatur Kritis”

16

Δ Hv = Δ E + PΔ v

Menurut Teori Kinetik, bilai temperatur diperbesar maka :

Molekul-molekul cairan dengan tenaga tinggi bertambah, hingga lebih banyak yang meninggalkan cairan

Pada Tc

Tidak adaFase Cair

Tekanan Uap lebih besar

Kenaikan tekanan Uap :

- lambat pada temperatur rendah

- sangat cepat pada temperatur tinggi

perubahan tekanan uap terhadap temperatur dapat dinyatakan deeengan

persamaan

Clausius – Clapeyron :

P = tekanan uap pada temperatur T

V2 = Volume Uap (Vv)

V1 = Volume Cairan (Vl)

Δ H = panas penguapan (Δ Hv)

=

Pada temperatur jauh dari temperatur Kritis

Vl <<< Vv dan bila Uap dianggap ideal,

maka :

=

P Vv = RT

Vv = Bila

17

= -

C dan C1 = tetapan

Ini berarti bahwa grafik Log P terhadap linier dengan tg = -

dan titik potong terhadap sumbu log P = C.

Persamaan di atas dapat diselesaikan dengan cara lain :

Billa Δ Hv dan T, baru persamaan :

diintegrasikan

Bila data ini tidak ada, P dapat dicari dari persamaan :

Contoh Soal :

Untuk benzena tekanan Uap pada 0 0C = 26,5 mm Hg dan pada 60 0C =

388,6 mm Hg. Berapa Δ Hv benzena?.

TEGANGAN MUKA CAIRAN

Gaya tarik antara molekul-molekul yang sejenis disebut : “KOHESI”, sedang

gaya tarik antara molekul tidak sejenis disebut “ADHESI”. Molekul-molekul air dan

gelas mempunyai adhesi yang besar, hingga air dapat membasahi gelas. Sebaliknya

18

antara air raksa dan gelas adhesinya kecil sekali, hingga air raksa tidak membasahi

gelas.

Molekul-molekul cairan bagian dalam ditarik oleh molekul-molekul lain ke

segala arah, tetapi molekul-molekul pada permukaan cairan hanya ditarrik ke arah

dalam.

Akibat hal ini, cairan selalu ingin memiliki permukaan terkeccil atau cairan selalu

ingin mengkerut. Misalnya tetesan cairan selalu berbentuk bulat. Berhubungan

dengan hal ini, bila permukaan cairan diperluas, ada gaya yang melawan/ menahan,

seakan-akaan permukaan cairan diperluas, ada gaya yang melawan/menahan,

seakan akan permukaan cairan mempunyai tegangan.

Tenaga yang diperlukan untuk memperluas permukaan sebesar 1 cm2 disebut

tegangan muka (erg/cm2).

Tegangan muka juga didefinisikan sebagai :

Gaya yang bekerja pada permukaan cairan sepanjang 1 cm, sejajar dengan

permukaan cairan (dyne/cm).

F

Permukaan cairan dapat diperluas dengan gaya tetapi bila gaya ini hilang, cairan

kembali ke keadaan semula. Ini disebabkan adanya gaya tarik antar molekul cairan

pada permukaan.

Kala tegangan muka besarnya , gaya ke kiri akibat tegangan muka : 2

lebar kawat L cm

Angka 2 menunjukkan dua sisi permukaan cairan (dua film). Maka dalam

kesetimbangan :

F = 2 =

Penetapan Tegangan Muka

a. Cara Kenaikan Kapiler

19

F1

h

F2

F1 : 2 r Cos F2 : r2h d gr : Jari-jari Kapilerd : Rapat cairang : Percepatan grafitasi : Tegangan muka cairan

H2O h : Tinggi cairan dalam kapiler

Keadaan Setimbang :

Fy = 0 F1 – F2 = 0

2 r Cos = r2h d g

=

= sangat kecil, hingga dianggap maka =

Contoh : Etand pada 20 0C dalam kapiler naik 5,76 Cm. Bila radius Kapiler =

0,010 Cm rapat etanol pada 20 0C = 0,769.

Berapakah etanol?

Jawab :

= 22,3 dyne/cm

b. Cara dua Pouy

Cincin platina dimasukkan dalam

Cairan.

F1 Gaya yang diperlukan untuk me-

lepaskan cincin dari cairan diteliti

dengan kesetimbangan. Gaya

karena tegangan muka = 2

20

= panjang cincin (lingkaran)

Gaya beban : F = mg 2 = mg

= mg ------------ 2

Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan muka () :

1. Kecuali dipengaruhi oleh jenis cairan, juga dipengaruhi oleh temperatur. Bila

temperatur makin tinggi, makin turun. Untuk air antara 20 – 30 0C perubahan

rata-rata 0,16 dyne/cm/0C.

- Adanya elektrolyt pada air menaikkan

- Adanya : sabun zat surface activeagans

alkohol dan asam

atau surfactance, menurunkan air

2. Viscousitas Cairan

Cepat

Cairan dapat mengalir lambat

Cairan yang mengalir cepat : air, bensin, alkohol, dll

Cairan yang mengalir lambat : oil, ter, pelumas dll.

Cepat/lambat aliran liquid dipengaruhi oleh besar kecilnya kohesi/adhesi.

Viscousitas Kecepatan aliran cairan

Viscousitas = gaya tahan lapisan cairan dengan lapisan lainnya.

Satuan Viscousitas = “poise” V1

V2

Satu poise = Viscousitas cairan bila gaya ldyne dipergunakan untuk meng-gerakkan lapisan yang luasnya 1 cm2, yang jaraknya 1 cm dari

lapisan lain, sebesar 1 cm/detik lebih cepat.

21

Cairan mempunyai gaya gesek lebih besar untuk mengalir dari pada gas

Viscousitas Cairan > Viscousitas gas

Viscousitas gas bertambah dengan naiknya suhu.

Viscousitas Cairan berkurang dengan naiknya suhu.

- Koefisien Viscousitas gas pada tekanan tidak terlalu besar tidak

tergantung tekanan

- Koefisien Viscousitas Cairan naik dengan naiknya tekanan

Penetapan Viscousitas Cairan.

Menurut Poiscuille : =

V = Volume cairan (cm3)

P = tekanan (dyne/cm2)

r = jari-jari pipa kapiler (cm)

= panjang pipa (cm)

t = Waktu mengalir (detik)

Viscousitas Cairan biasanya dinyatakan sebagai Viscousitas relatif terhadap air.

Karena p d maka untuk dua zat caair dengan tabung kapiler sama sehingga :

Contoh :

Waktu untuk mengalirnya air dan benzena dalam viscousimeter pada 20 0C

adalah 120,0 dan 88,0 detik.

Rapat Benzena : 0,879 gram/cm3 dan rapat air = 1 gram/cm3

air = 10,05 x 10-3 poise

Tentukan viscousitas benzena :

Jawab :

22

= 6,48 x 10-3 poise

Viscoisitas relatif =

LARUTAN

Campuran homogen antara dua zat atau lebih

Sedikit gula

Sedikit gula +

air

air Larutan gula

Gula = Zat terlarut = Soluteair = Zat pelarut = Solvent

Perbedaan antara zat terlarut dengan pelarut adalah relatif (tergantung kuantitasnya)

Contoh :

Alkohol 15% alkohol zat terlarut

air zat pelarut

Alkohol 95% alkohol pelarut

air zat terlarut

Kemungkinan Jenis larutan :

Pelarut Terlarut Contoh

Gas Gas O2 dalam H2

Gas Cair Uap air di udaraGas Padat J2 dalam udara

23

Cair Gas *) CO2 dalam airCair Cair *) Alkohol dalam airCair Padat *) Garam dalam airPadat Gas H2O dalam PdPadat Cair H2O dalam Cu SP4

Padat Padat C dalam Fc

1. Larutan Gas Dalam Cair

Daya larut gas dalam cair tergantung jenis gas dan pelarutnya

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelarutan gas

Untuk gas yang dapat larut secara fisika dalam cair dipengaruhi :

- jenis gas

- tekanan gas

H. Henry : Konsentrasi gas yang larut dalam suatu pelarut cair berbanding

lurus dengan tekanan gas di atas pelarut.

C : Konsentrasi

P : tekanan

k : tetapan

Hukum ini tidak berlaku untuk gas yang larut dalam zat cair dan bereaksi

dengan pelarutnya. Contoh NH3 dan Hcl dalam air

Cara Menentukan Konsentrasi Gas

a. Mole fraksi : Menurut Henry, c = k P, maka bila mole fraksi gas pada

tekanan tertentu diketahui, berarti pada tekanan lain dapat dihitung.

Kelarutan gas juga dapat dinyatakan sebagai mole presen, yaitu :

mole fraksi x 100 %

Contoh : Hitung mole fraksi CO2 dalam air pada O 0C dan tekanan

2 atm. Dalam keadaan ini 6,72 gram gas larut dalam 1 liter

air.

Jawab : CO2 = 6,722 gram = = 0,153 mole

H2O = 1.000 gram = mole

24

C = kP

Mole fraksi CO2 =

Mole presen CO2 = 0,00274 x 100% = 0,274%

b. Koefisien Kelarutan ”S”

Menurut Henry : S tidak tergantung tekanan tetapi tergantung

temperatur.

2. Larutan Cairan dalam cairan

bercampur sempurna

Dua Cairan bercampur sebagian

tidak bercampur

Cara-cara menyatakaan Konsentrasi Larutan

Cara Pertama :

a. Susunan berat : Konsentrasi dinyatakan sebagai jumlah gram zat

terlarut tiap 1.000 gram pelarut

b. Persen Berat : adalah jumlah gram zat terlarut dalam 100 gram larutan

Larutan 25% asam cuka artinya larutan 25 gram asam cuka dalam 100

gram larutan atau 75 gram air.

c. Molalitas : adalah jumlah mole zat terlarut tiap 1.000 gram pelarut

Larutan 0,1 m glukosa artinya 0,1 mole glukosa tiap 1.000 gram air

d. Mole fraksi (N) : adalah jumlah mole zat terlarut dibagi jumlah mole zat

terlarut dan pelarut

n = jumlah mole

e. Persen Mole : adalah mole fraksi x 100

= N x 100 ; N = mole fraksi

Cara Kedua :

a. Berat Persatuan Volume

Konsentrasi dinyatakan dalam jumlah gram per liter larutan

b. Molaritas (M) = adalah jumlah mole zat terlarut tiap liter larutan

Larutan 0,1 M H2 O artinya 0,1 mole H2 O per liter larutan.

25

Untuk Larutan encer dallam air (0,1 mole atau kurang), perbedaan

antara molaritas dan molalitas sangat kecil.

Untuk larutan pekat atau larutan bukan air, molaritas dapat dicari dari

molalitas dan sebaliknya, bila rapat larutan diketahui.

c. Persen milligram

Konsentrasi larutan biologis biasanya dalam persen milligram, yaitu

jumlah milligram zat terlarut tiap `00 ml larutan.

d. Normalitas: adalah jumlah gram ekivalen zat terlarut tiap liter larutan.

Larutan O, I, N, H2SO4 aritnya 0,1 grat H2SO4 per liter larutan.

Contoh :

Larutan asam asetat dibuat dengan melarutkan 164,2 gram asam ke

dalam air dan volumenya dibuat 800 ml pada 20 0C. Rapaat larutan

pada temperatur tersebut = 1,026 gram/ml

Hitunglah :

a. molaritas

b. molalitas

c. mole fraksi zat terlarut

d. molefraksi pelarut

e. mole presen zat terlarut dan pelarut

f. persen berat asam cuka

Jawab :

Mole asam asetat =

a. Molaritas = M =

b. Molalitas : m

Berat larutan = 800 x 1,026 = 820,8 gram

Berat asam asetat = = 164,2 gram (-)

Berat pelarut (air) = 656,6 gram

m =

26

c. Molle fraksi :

mole air =

mole fraksi asam asetat =

mole fraksi air =

d. Mole persen : mole persen asam = 0,0699 x 100 = 6,99

mole persen air = 0,9301 x 100

= 93,01

e. Mole berat :

persen berat asam =

LARUTAN IDEAL DAN HUKUM ROULT

Larutan Ideal : adalah suatu larutan yang tekanan uap parsiil komponen-

komponennya sama dengan mole fraksi dikalikan tekanan uap murni dari masing-

masing komponen.

Definisi tersebut = hukum Roult

Untuk larutan dengan komponen A dan B, maka

= Tekanan Uap parsiil A

= Tekanan Uap parsiil B

= Tekanan Uap murni A

= Tekanan Uap murni B

= Molefraksi Zat A

= Molefraksi Zat B

27

Dan

masing-masing merupakan persamaan garis lurus

P mmhg 74,7

Pt = PA + PB

PB

P0A

P*B

PA

A = toluena

22 B = benzena

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 A B

Mole fraksi

Hub. tekanan uap pasangan

cairan ideal pada t = 200

Misal :

Mole fraksi benzena = 0,6, maka : tekanan totalnya = Pt = PA + PB

Pt = P0A . NA + P0

B NB

= 22 . 0,4 + 74 . 0,6

= 8,8 + 44,2

Pt = 53,62 mm Hg

28

Hukum Romt : ===========================

PPA = P0A NA PoA (1 – NB)

PA = PoA – PoA . NB

PoA . NB = Po

A – PA ← PoA - PA = ∆ PA

PoA . NB = ∆PA

Jika A = Zat pelarut maka : Penurunan tekanan Uap dari pelarut (∆ PA) sama dengan

tekanan Uap pelarut kali mole fraksi zat terlarut.

Pada contoh di atas dan juga pada pasangan cairan yang lain, karena

mudahnya menguap kedua cairan berbeda, maka mole fraksi dalam cairan berbeda

dengan mole fraksi dalaam keadaaaan uap.

Dalam keadaan uap selalu terdapat lebih banyak uap yang tekanan uapnya tinggi atau

yang lebih mudah menguap.

74,7PmmHg

Garis susunan cairanGrs susunan uap

22

x Y0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

toluena benzena

Gbr : Hubungan susunan cairan dan uap

Campuran Zat cair dengan susunan x mempunyai uap dengan susunan y

Contoh : Tekanan uap air pada 200 C = 17,4 mm Hg

Berapa tekanan uap larutan bila 2 mole

Zat yang sukar menguap dilarutkan dalam 1000 gram air?

29

2. Tekanan Uap dan Titik Didih Pasangan Cairan

2.1.Pasangan dua cairan yang tidak bercampur

Bila dua cairan yang tidak bercampur ditempatkan dalam suatu bejana, maka

masing-masing cairan akan menguap seperti cairan murni.

Tekanan uap campuran demikian adalah jumlah tekananuap murninya.

Untuk campuran air dan beomobenzena pada 1000 C.

(1000) = 760 mm Hg

P Bromobenzena = 141 mm Hg

------------------

Ptotal = 901 mm Hg

Karena hal tersebut di atas, bila uap dialirkan kepada cairan bromobenzena,

zat ini akan mendidih di bawah 1000 C. Pengaliran uap demikian disebut

“destilasi uap”, yang berguna untuk memurnikan zat-zat organic yang pada

titik didihnya mudah mengurai.

Bromobenzena dapat didestiler dengan uap air pada 610 C dan

klorobenzena pada 400 C, dei bawah tekanan armosfer.

Bila kita melakukan destilasi uap, maka kita dapat menentukan perbandingan

berat air dan zat yang didestiler.

= mole fraksi x Ptotal

= x Ptotal

Pzat x = mole fraksi zat x x Ptotal

Pzat x = Nx x Ptotal

30

Sifat-sifat Koligatif Larutan.

Sifat-sifat Koligatif larutan adalah sifat-sifat larutan yang ditentukan oleh jumlah

partikel dalam larutan dan tidak tergantung jenis partikelny. Dalam bagian ini

dibicarakan sifat koligatif larutan yang berisi zat terlarut yang sukar menguap atau

non valatif.

Termasuk di dalamnya adalah :

a. penurunan tekanan uap pelarut

b. penurunan titik beku larutan

c. Kenaikan titik didih larutan

d. tekanan osmase larutan

non elektrolit

larutan

elektrolit

1. Sifat – sifat Koligatif Larutan non elektrolit

1.1.Penurunan Tekanan uap Pelarut olh zat terlarut

Bila zat non elektrolit yang sukar menguap dilarutkan maka menurut WR.

Roult, besarnya tekanan uap.

P = P0 . N1. P = tekanan uap di atas larutan

P0 = tekanan uap pelarut murni

N1 = fraksi mole pelarut

Karena zat terlarut non vitail, maka ;

Ptot = P = P0 . N1 → N1 < 1

Ptot < P0

Jadi di sini terjadi penurunan tekanan uap dari pelarut.

Besarnya penurunan tekanan uap . ∆P :

∆P = P0 – Ptot = P0 – P = P0 – P0 N1

= P0 (1 – N1) → ∆P = P0 . N2

Penurunan tekanan uap relatif :

31

N1 + N2 = 1

Untuk larutan yang sangat encer :

2.2.

32