VOLUME MOLAR GAS

I. Tujuan

Untuk menentukan volume relatif dari zat dalam wujud yang berbeda.

Untuk mengetahui perubahan volume suatu gas pada temperatur tetap dengan tekanan

yang berubah-ubah.

Untuk mengetahui penyelidikan tentang Bunyi Hukum Robert Boyle, Charles, Gay

Lussac dan Avogadro.

II. Dasar Teori

A. Penggolongan Benda

Benda-benda di bumi sangat banyak jenis dan jumlahnya. Contohnya air, oksigen, dan

garam merupakan benda-benda yang banyak tersedia di alam ini. Benda-benda di alam raya

ini dapat digolongkan menjadi tiga golongan, diantaranya yaitu zat padat, zat cair, dan gas.

B. Sifat - sifat Gas

Gas dapat dimanfaatkan dalam tempat tertutup, tetapi jika dimasukkan kedalam tempat

yang lebih besar dari volume semula, gas dapat mengisi tempat itu secara merata. Dimana gas

mempunyai sifat-sifat khusus antara lain :

1. Peka terhadap perubahan temperatur.

2. Peka terhadap perubahan tekanan.

Selain hal tersebut gas mempunyai sifat-sifat fisis yang khas yaitu :

1. Gas mempunyai volume dan bentuk menyerupai wadahnya.

2. Gas merupakan wujud materi yang paling mudah dimampatkan.

3. Gas-gas akan segera bercampur secara merata dan sempurna jika ditempatkan

dalam wadah yang sama.

4. Gas memiliki kerapatan yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan cairan dan

padatan.

1

Zat cair dan zat padat mempunyai sifat yang berlainan dengan gas dimana zat cair dan

zat padat tidak peka terhadap perubahan tekanan dan sedikit sekali mempunyai kemampuan

untuk mengisi tempat secara merata.

C. Pengertian Tekanan Atmosfer

Tekanan atmosfer gas adalah tekanan yang diberikan oleh atmosfer bumi. Nilai tekanan

atmosfer sesungguhnya tergantung pada letak, suhu, dan kondisi cuaca. Tekanan atmosfer

diukur menggunakan Barometer. Tekanan atmosfer standar (1 atm) sama dengan tekanan

yang menopang kolom merkuri tepatnya setinggi 760 mm (76 cm) pada permukaan laut pada

suhu 00 C. Dengan kata lain, atmosfer standar sama dengan tekanan 760 mmHg, jika mmHg

menyatakan tekanan yang diberikan oleh kolom merkuri setinggi 1 mm. Satuan mmHg juga

disebut torr, yang berasal dari ilmuwan Italia bernama Evangelista Torricelli, yang

menemukan barometer. Maka :

1. 1 torr = 1 mmHg

2. 1 atm = 760 mmHg = 760 torr

D. Hukum-hukum yang berhubungan dengan Volume Molar Gas

1. Hubungan Tekanan - Volume

Hukum Boyle : V = 1/P (pada T, n tetap)

Robert Boyle menyelidiki perubahan volume suatu gas pada temperatur tetap dengan

tekanan yang berubah-ubah. Dari hasil penyelidikan didapatkan bahwa pada temperatur tetap ,

volume gas akan berubah kalau tekanannya diubah. Hal ini sesuai dengan hukum Boyle yang

menyatakan : “Tekanan dari sejumlah tetap suatu gas pada suhu yang dijaga konstan adalah

berbanding terbalik dengan volumenya.” Dari ketentuan di atas maka dapat dijabarkan dalam

persamaan berikut :

atau P1 . V1 = P2 .V2 = K (konstan)

2

2. Hubungan Suhu - Volume

Hukum Charles dan Gay Lussac : V = T (pada P, n tetap)

Berlainan dengan Boyle maka Charles menyelidiki sifat-sifat gas pada tekanan tetap.

Dari hasil penyelidikannya didapatkan bahwa perbandingan volume gas sesuai dengan

perbandingan temperatur absolutnya. Hal ini sesuai dengan Hukum Charles yang berbunyi :

“Volume dari sejumlah tetap gas pada tekanan konstan adalah berbanding lurus dengan suhu

mutlak gas itu.” Bila ketentuan tersebut dijabarkan didapatkan persamaan :

Pada tekanan (P) dibuat tetap :

atau V1 : T2 = V2 : T1 = K (konstan)

atau P1 . T2 = P2 . T1 = K (konstan)

3. Hubungan Volume - Jumlah Gas

Hukum Avogadro: V = n (pada T, P tetap)

Pada volume (V) dibuat tetap :

Avogadro menyatakan bahwa “gas yang mempunyai volume, tekanan temperatur yang

sama akan berisi jumlah mol yang sama pula.” Selanjutnya dinyatakan pula bahwa volume

gas apa pun harus sebnding dengan mol dari molekul yang ada, sehingga :

V ∞ n

E. Persamaan Gas Ideal

Persamaan gas ideal menerangkan hubungan antara keempat variabel P,V,T, dan n. Gas

Ideal adalah gas hipotetis yang perilaku tekanan,volume, suhunya dapat dijelaskan secara

lengkap melalui persamaan gas ideal.

Dari hukum-hukum gas yaitu Hukum Boyle, Hukum Charles, Hukum Gay Lussac dan

Hukum Avogadro tersebut dinyatakan bahwa pada temperatur dan tekanan yang sama setiap 1

mol gas akan mempunyai volume yang sama. Artinya kalau mol dipakai dalam satuan

kwantitas gas, maka 1 mol setiap gas akan mempunyai persamaan : P.V = R.T

3

Jadi, V sebanding dengan T dan n, dan berbanding terbalik pada P. Hubungan ini dapat

digabungkan menjadi satu persamaan :

V = n.R.T/P atau P.V = n.R.T

Dengan : P = tekanan gas (atm)

V = volume gas (liter)

n = jumlah mol gas (mol)

R = tetapan gas = 0,082 L atm/mol.K

T = suhu mutlak gas (K = 273 + suhu celcius)

III. Alat dan Bahan

A. Alat :

1. Gelas Ukur

2. Ember

3. Neraca Analitik

4. Termometer

B. Bahan :

1. Air

2. Butana cair (korek api yang bahan

bakarnya dari Butana atau korek

gas)

IV. Langkah Kerja

1. Korek api yang bahan bakarnya butana dan dindingnya tembus cahaya disiapkan.

2. Korek api ditimbang, kemudian diperkirakan volume dari cairan butana tersebut.

3. Gelas ukur yang berisi penuh air terbalik diletakkan diatas ember yang berisi air. Gelas

ukur ini yang nantinya akan berfungsi sebagai alat penampung gas. Gelas ukur lain

sedikitnya 2 gelas ukur yang penuh air juga disiapkan.

4. Klep dari korek api dibuka dengan menekan klep dari korek tersebut hingga gas dalam

korek tersebut habis. Korek api diletakkan dibawah alat penampung gas secara cepat,

agar gas yang dibebaskan tertampung.

5. Alat penampung yang telah penuh ditandai dan dicatat, kemudian diganti dengan alat

penampung yang lain.

4

6. Gas yang dibebaskan lalu dikumpulkan, dilanjutkan sampai korek api tersebut hampir

kosong.

7. Klep dan korek api tersebut ditutup kembali.

8. Gas butana yang telah terkumpul dicatat volumenya.

9. Korek api ditimbang dan cairan butana yang berubah menjadi gas diperkirakan

volumenya.

10. Volume gas butana dengan volume cairan butana yang massanya sama dihitung

perbandingannya.

V. Hasil Pengamatan

Massa awal korek api m1 15,44 gram

Perkiraan volume awal butana dalam korek api V1 10 ml

Massa akhir korek api m2 12,58 gram

Volume akhir butana dalam korek api V2 0 ml

Volume gas butana Vgas 1315 ml

Volume cairan butana V1 – V2 10 ml – 0 ml = 10 ml

Massa gas butana m1 – m2 15,44 – 12,58 = 2,86 gram

5

Perhitungan

A. Mencari Mr Butana (C4H10) dari data hasil pengamatan

Diketahui :

Volume gas butana = V = 1315 ml = 1,315 L

Massa gas butana :

m = massa korek api awal – massa korek api akhir

= 15,44 – 12,58 = 2,86 gram

Suhu = T = 270C + 273 = 3000 K

Tekanan = P = 1 atm

Konstanta molar gas = R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1

Ditanya :

Mr butana (C4H10) = …?

Jawab :

P.V = n.R.T

n =

n =

n = 0,053 mol

n =

Mr =

6

Mr =

Mr = 53,96 gram/mol

B. Mencari Mr butana (C4H10) dari literatur

Diketahui :

Ar C = 12

Ar H = 1

Ditanya :

Mr C4H10 ?

Jawab :

Mr C4H10 = 4 x Ar C + 10 x Ar H

= 4 x 12 + 10 x 1

= 48 + 10

= 58 gr/mol

C. Mencari perbandingan dari volume gas butana dengan volume cairan butana yang

massanya sama

Diketahui :

Volume gas butana (Vgas) = 1315 ml

Volume cairan butana (Vcairan) = 10 ml

Ditanya :

Jawab :

7

VI. Pembahasan

Dari data hasil pengamatan dan perhitungan diatas didapatkan massa awal korek api

sebesar 15,44 gram dan massa akhir setelah gas di korek tersebut habis sebesar 12,58 gram

berarti massa butana dalam korek api sebesar 2,86 gram. Perkiraan volume awal butana dalam

korek api sebesar 10 ml dan perkiraan volume akhir butana dalam korek api sebesar 0 ml,

perkiraan volume akhir butana 0 ml karena cairan butana dalam korek api sudah habis namun.

Volume gas butana yang didapatkan sebanyak 1315 ml, volume gas ini dilihat dari skala gelas

ukur. Dari data tersebut dapat ditentukan perbandingan volume gas butana dengan volume

cairan butana dan dapat ditentukan massa 1 mol gas butana atau yang disebut dengan Mr

(massa molekul relatif).

Melalui perhitungan diatas didapat perbandingan volume gas butana dengan volume

cairan butana adalah 1315 : 1. Dengan menggunakan data hasil percobaan dan perhitungan

juga, dapat diperoleh Mr butana yaitu 53,96 gr/mol. Menurut literatur, Mr butana (C4H10)

yaitu 58 gr/mol.

Dari data pengamatan dan hasil perhitungan diatas ada perbedaan antara Mr gas butana

didalam korek api yang diujikan dengan Mr gas butana yang murni. Mr gas butana didalam

korek api sedikit lebih kecil dari Mr gas butana murni. Hal ini disebabkan oleh ketidaktepatan

dalam memperkirakan volume cairan butana yang digunakan, ketidaktepatan dalam

pengukuran massa korek api awal dan akhir pun dapat menyebabkan ketidaksesuaian ini dan

neraca yang digunakan mengalami gangguan (rusak) serta Klep dari korek gas tidak diikat

dengan pipa karet, sehingga kadang-kadang tertutup sebentar karena tangan teman-teman

yang melakukan praktikum kelelahan memegang klep korek gas. Selain itu, gas dan suhu juga

sangat mempengaruhi keadaan suatu gas. Keadaan gas yang diukur dalam suhu ruangan tentu

8

jelas berbeda dengan suhu saat keadaan gas tersebut ada dalam keadaan bebas di udara.

Kemungkinan didalam korek api tercampur gas yang lain selain gas butane yang

menyebabkan Mr gas butana didalam korek api lebih kecil dari Mr gas butana murni. Namun

perbedaan Mr butana dari hasil percobaan dengan yang ada di literatur hanyalah sedikit, jadi

dapat disimpulkan bahwa praktikum ini sudah berhasil.

VII. Kesimpulan

1. Berdasarkan fisiknya zat dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu : padat, cair dan gas

2. Sifat – sifat fisik gas antara lain :

a. Gas mempunyai volume dan bentuk menyerupai wadahnya.

b. Gas dapat dimampatkan.

c. Jarak antara partikel gas sangat berjauhan.

d. Gas peka terhadap perubahan temperatur dan tekanan.

e. Gas memiliki tekanan yang sama dalam segala arah.

f. Gas bila di dinginkan akan mengembun.

g. Partikel gas yang bergerak memiliki Energi kinetik.

3. Volume 1 mol gas pada suhu dan tekanan tertentu dinyatakan dengan volume molar gas.

4. Volume molar standar adalah volume molar gas apabila pengukuran dilakukan pada

tekanan 1 atm atau pada suhu 00C.

5. Rumus umum persamaan gas ideal :

P . V = n. R . T

6. Volume molar gas dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur.

7. Persamaan umum dari gas dapat dinyatakan dalam berbagai hukum, antara lain :

a. Hukum Boyle :

Pada suhu yang tekanan konstan volume gas berbanding terbalik dengan tekanan.

b. Hukum Charles :

Pada tekanan yang tetap volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.

9

c. Hukum Gay Lussac :

Pada volume yang tetap tekanan berbanding lurus dengan suhunya.

d. Hukum Avogadro :

Pada suhu dan tekanan yang tetap, gas yang bervolume sama mengandung jumlah

mol yang sama.

8. Dari hasil perhitungan percobaan ini diperoleh massa 1 mol/Mr gas butana adalah 53,96

gr/mol sedangkan menurut literatur Mr butana murni adalah 58 gr/mol. Terdapat sedikit

ketidaksesuaian dalam percobaan ini yang mungkin disebabkan oleh beberapa hal,

antara lain :

a. Ketidaktepatan dalam memperkirakan volume cairan butana yang digunakan.

b. Ketidaktepatan dalam pengukuran massa korek api awal dan akhir pun dapat

menyebabkan ketidaksesuaian ini dan neraca yang digunakan mengalami gangguan

(rusak).

c. Klep dari korek gas tidak diikat dengan pipa karet, sehingga kadang-kadang tertutup

sebentar karena tangan pratikan kelelahan memegang klep korek gas.

d. Gas dan suhu juga sangat mempengaruhi keadaan suatu gas. Keadaan gas yang

diukur dalam suhu ruangan tentu jelas berbeda dengan suhu saat keadaan gas

tersebut ada dalam keadaan bebas di udara.

e. Kemungkinan didalam korek api tercampur gas yang lain selain gas butana.

10

Daftar Pustaka

Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga.

http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-sma-ma/volum-molar-gas-dalam-keadaan-

tertentu-dan-keadaan-mengacu-pada-keadaan-gas-lain-serta-definisi-molaritas-larutan/

(Diakses pada tanggal 28 November 2013)

Tim Laboratorium Kimia Dasar. 2012. Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Bukit Jimbaran :

Jurusan Kimia, FMIPA, Universitas Udayana.

11

Lampiran

A. Pertanyaan :

Gas yang keluar dari sumber gas ditampung sebanyak 1,30 liter. Berat gas tersebut

adalah 2,9 gram. Bila suhu dan tekanan pada kondisi tersebut adalah 270C dan tekanan 72

cmHg. Hitunglah massa 1 mol gas tersebut ?

B. Jawaban :

Diketahui :

V = 1,30 liter

m = 2,9 gram

T = 270C = 300 K

P = 72 cmHg = = 0,9474 atm

R = 0,082 L.atm/ K.mol

Ditanya :

Massa 1 mol gas atau Mr ?

Jawab :

P.V = n.R.T

12

n =

n =

n = 0,05 mol

Mr =

Mr =

Mr = 58 gram/mol

Jadi, massa 1 mol gas atau Mr gas tersebut adalah 58 gram/mol.

13