gas ideal
DESCRIPTION
bahan kuliahTRANSCRIPT
KIMIA FISIKA:
GAS IDEAL & NYATAProf. Dr. Heru Setyawan
Jurusan Teknik Kimia FTI – ITS
Kampus ITS Sukolilo, Surabaya 60111
E-mail: [email protected]
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)