makalah kimia fisika selesai
TRANSCRIPT
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
1/47
MAKALAH KIMIA FISIKA
GAS DAN LARUTAN
Kelompok : 4
Anggota : Salsabila Zahra Adi (1406531680)
Sari a!inah " (140653183#)
Se$a %&ne$a (1#06#4155#)
Shobr&n %amil (1406531656)
Sinta So!iana (1406531'50)
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS INDONESIA
TAHUN AJARAN 2015/2016
1
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
2/47
#
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
3/47
DAFTAR ISI
a!tar isi i
ab * 1
asar +eori ,end&k&ng ,art A
A1 Si!at-Si!at .as1
A# Karakteristik dan %enis .as
#
A3 erat /olek&l3
A4 &k&m .as *deal4
A5 amp&ran .as'
A6 ,emb&atan2 ,enimpanan dan ,eman!aatan .as
asar +eori ,end&k&ng ,art
1 +eori Kinetik .as11
# &k&m istrib&si /aell16
3 ,erkiraan %&mlah +&mb&kan1
4 7iskosita .as##
asar +eori ,end&k&ng ,art
1 enomena Kritis airan#4
ab **
%aaban ,ertanaan ,art A
Soal no 1 #5
Soal no # #6
Soal no 3 #8
Soal no 4 3#
Soal no 5 33
Soal no 6 33
%aaban ,ertanaan ,art
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
4/47
Soal no 1 36
Soal no # 36
%aaban ,ertanaan ,art
Soal no 1 3'
Soal no #38
Kesimp&lan40
a!tar ,&staka4#
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
5/47
BAB I
DASAR TEORI PENDUKUNG BAGIAN A
A.1 Sifa!Sifa Ga"
Zat ata& materi adalah segala ses&at& ang menempati r&ang dan memiliki massa S&at& 9at pada
&m&mna dibagi menadi tiga !asa ait& padat2 ;air2 dan gas Ketiga &&d terseb&t tent&na
memiliki si!at dan karakteristik tersendiri ang memb&atna m&dah &nt&k dibedakan Seb&ah 9at
tidak selal& tetap berada dalam &&dna2 melainkan dapat mengalami per&bahan dari sat& !asa
ke !asa lainna ,er&bahan &&d (!asa) terseb&t teradi karena adana pengar&h s&h& ,ada
dasarna per&bahan s&h& s&at& 9at akan menebabkan teradina per&bahan s&s&nan partikel
dalam 9at terseb&t
*stilah gas pertama kali dig&nakan pada aal abad ke-1' / oleh seorang kimiaan elanda bernama % 7an elmont sebagai pela!alan dari kata (keka;a&an) .as
mer&pakan seb&ah !asa benda dimana ikatan antar molek&lna relati! lemah bila dibandingkan
dengan padatan ata& ;airan *katan ang lemah disebabkan karena a&hna arak antar atom ang
mem&ngkinkan gas &nt&k mengalir serta mengalami per&bahan bent&k dan $ol&me
Seb&ah 9at dalam !asa gas memiliki ;iri dan karakteristik sebagai berik&t:
1) .erak ron
/er&pakan salah sat& !enomena !isik dimana s&at&
partikel tidak pernah berada dalam keadaan stasioner (sepen&hna diam)2 melainkan mengalami gerak a;ak
se;ara ter&s mener&s .erak ron mer&pakan hasil
t&mb&kan antar partikel dalam gas ata& antara s&at&
partikel dengan dinding tempat gas terseb&t berada
alam s&at& r&ang2 gerak bron diamati sebagai seb&ah
gerakan bebas dengan ke;epatan ang berbeda-beda antar
partikelna Apabila s&at& partikel gas saling bertabrakan
sat& sama lain2 maka partikel gas terseb&t akan bergerak
dengan arah dan ke;epatan ang berbeda ,enebaran
ke;epatan terseb&t dapat dir&m&skan dengan h&k&m distrib&si ke;epatan Maxwell ang
memberikan gambaran akan pengar&h s&h& dan lingk&ngan terhadap gerak s&at& partikel
#) /engisi Sel&r&h "&ang
Sel&r&h gas dapat mengalir se;ara bebas2 ber&bah
bent&k2 serta mengisi $ol&me s&at& r&ang
Kemamp&an gas terseb&t memat&hi h&k&m ked&a
termodinamika ang menatakan baha gas
mengembang mengisi sel&r&h r&angan mer&pakan
proses spontan ang disebabkan oleh peningkatan entropi Si!at gas ini &ga menelaskan perbedaan mendasar antara !asa gas dan ;air2 dimana gas tidak hana mamp& &nt&k
Gambar 1. Gerak Brown dalamRuang 3D
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
6/47
mengalami per&bahan bent&k seperti 9at ;air melainkan &ga dapat mengalami per&bahan
$ol&me
3) .aa antar /olek&l ?emah
/er&pakan gaa elektromagnetik ang teradi
antara molek&l- molek&l ata& bagian ang terpisah
a&h dari s&at& makromolek&l .aa terseb&t dapat ber&pa gaa tarik-menarik ma&p&n gaa
tolak-menolak .aa antar molek&l ang terdapat pada gas sangatlah lemah2 ang
menebabkan arak antar partikel gas relati! a&h serta s&s&nan partikelna ang tak terat&r
4) Si!at isis .as
Si!at !isis s&at& gas dapat dielaskan oleh empat !aktor berik&t2 ait&:
a) , @ +ekanan .as (atm) 2 mer&pakan gaa rata-rata per &nit area ang gas berikan pada
dinding s&at& r&ang
b) + @ S&h& (oK) erbanding l&r&s dengan ke;epatan partikel gas engan menaikan s&h&
maka energi kinetik molek&l gas ang bereaksi akan bertambah sehingga ke;epatan
setiap partikel meningkat /eningkatna ke;epatan partikel terseb&t berarti akan
memper;epat la& reaksi karena banakna partikel ang saling bert&mb&kan
;) 7 @ 7ol&me (?) 7ol&me s&at& gas dapat di;ari dengan menghit&ng $ol&me s&at& r&ang
ang ditempati oleh gas terseb&t al terseb&t disebabkan karena setiap gas dapat
mengembang dan mengalami per&bahan $ol&me sehingga $ol&me s&at& gas samadengan $ol&me r&ang dimana gas terseb&t berada
d) n @ /ol (mol) /enatakan &mlah 9at s&at& gas
%ika diketah&i tiga dari keempat $ariabel terseb&t2 maka nilai dari sat& $ariabel lainna dapat
ditent&kan dengan mengg&nakan r&m&s ,ersamaan gas ideal ma&p&n non-ideal
A.2. Ka#a$%#i"i$ &a' J%'i" Ga"
.as mer&pakan kondisi ang paling sederhana dari s&at& materi karena gas dapat mengisi sel&r&h
r&angan ang meadahina ata& ang ditempatina2 baik gas m&rni(terdiri dari 1 enis gas)
ma&p&n ;amp&ran gas ,ersamaan gas melibatkan beberapa $ariabel ang mende!inisikan si!at!isikna ait& tekanan (,)2 $ol&me (7)2 temperat&r (+)2 dan &mlah molek&l (n) .as mer&pakan
kondisi ang paling sederhana dari s&at& materi karena gas dapat mengisi sel&r&h r&angan ang
meadahina ata& ang ditempatina2 baik gas m&rni(terdiri dari 1 enis gas) ma&p&n ;amp&ran
gas ,ersamaan gas melibatkan beberapa $ariabel ang mende!inisikan si!at !isikna ait&
tekanan (,)2 $ol&me (7)2 temperat&r (+)2 dan &mlah molek&l (n)
&b&ngan antar adah ang berisi gas :
a iatermik
Kondisi saat # benda ata& lebih dapat melak&kan
perpindahan panas karena perbedaan temperat&r
Gambar 2. Gas Mengisi SeluruhRuang
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
7/47
b Adiabatik
,roses dimana tidak ada kalor ang mas&k ata& kel&ar sistem (B0) C (DEB -F)
.as ideal mer&pakn gas ang memat&hi persamaan gas &m&m ,7Bn"+ pada keadaan S+,
dan h&k&m gas .raham2 ole2 .a ?&ssa;2 harles2 A$ogadro2 Amagat2 alton2 GHS padasem&a s&h& dan tekanan As&msi gas ideal :
1 .as terdiri dari partikel-partikel ang sangat banak ang bergerak l&r&s se;ara a;ak
diantara t&mb&kan dengan ke;epatan tetap
# +idak ada gaa tarikIgaa tolak antar partikel gas
3 +&mb&kan antar partikel gas J partikel gas dengan dinding adah adalah lenting
semp&rna
.as nata berbeda dari gas ideal karena dapat teradi interaksi antar molek&l berdasarkan
tekanan gas
1 .aa tolak C membant& ekspansi gas (pada tekanan tinggi)
# .aa tarik C membant& kompresi gas (pada tekanan sedang)3 +idak ada gaa tarik menarik I tolak menolak antar molek&l pada tekanan rendah (, B
0)2 hal ini mer&pakan si!at dari gas ideal
.aa-gaa antar molek&l ini &ga menebabkan t&mb&kan antar molek&l ma&p&n molek&l
dengan diding beana tidak lenting semp&rna2 interaksi antar molek&l gas nata sangat k&at
menebabkan gerakan molek&l tidak l&r&s J tekanan ke dinding menadi lebih ke;il daripada
gas ideal .as nata memen&hi h&k&m 7an er Faals2 Kemerlinghones2 ethelot 2 dan eattie-
ridgeman
aktor kompresi (Z) : rasio antara molar dan $ol&me gas ang sebenarna berbanding dengan
rasio antara molar dan $ol&me gas ideal ketika temperat&r dan tekanan ang sama
Z B
V m
V mideal 2 dimana 7m B
V
n
a %ika hasil Z B 1 C keadaan ideal
b %ika hasil Z 1 C gaa tarik menarik antar molek&l dominan (pada tekanan sedang)
; %ika hasil Z L 1 C gaa tolak menolak antar molek&l dominan (pada tekanan tinggi)
A.(. B%#a M)*%$+*
erat molek&l (sering diseb&t massa molek&l) adalah &mlah dari massa-massa atom (dalam sma)dalam s&at& molek&l erat /olek&l dapat dig&nakan &nt&k menent&kan massa molar dari s&at&
molek&l ata& senaa /assa molar s&at& senaa (dalam gram) sama dengan berat molek&lna
(dalam sma)
,erhit&ngan matematis &nt&k men;ari berat molek&l2 didasari konsep persamaan gas ideal2 ait&:
PV =nRT MMMMMM (1)
PV =( W M ) RT
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
8/47
M =WRT
PV MMMMMMM (#)
M = ρ
P RT
MMMMMMMM (3)
Adap&n metode dan alat alat &nt&k menent&kan berat molek&l Ada /etode &mas2 "egna<2
dan ang paling ak&rat adalah metode ?imiting ensit karena pada tekanan nol ($a;&&m) an
alat ang dapat dig&nakan adalah Spektrometer /assa dan +imbangan /ikro .as /etode-
metode dan Alat-Alat terseb&t tetap mengaplikasikan h&k&m gas ideal
A.,. H+$+-!H+$+- Ga" I&%a*
&k&m ole
,ada 166#2 ole ber&ar baha =volume suatu gas dengan jumlah tertentu, pada suhu konstan
berbanding terbalik dengan tekanan gas>. Ata& lebih dikenal dengan keadaan i")%#-ole
memb&ktikan pernataanna ini dengan serangkaian per;obaan tab&ng gelas bent&k-% ang
ditambahkan air raksa sedikit demi sedikit hingga diketah&i per&bahan $ol&mena
Ga-a# 1.1 P%#)aa' B)*%
13
,1 B tekanan aal (,a ata& NIm#)
,# B tekanan akhir (,a ata& NIm#)
71 B $ol&me aal (m3)
7# B $ol&me akhir (m3
)
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
9/47
G#afi$ H++'4a' P &a' V
# &k&m harles-.a ?&ssa;
/en&r&t harles (1'8') :
Ga" i)4%'7 +&a#a7 $a#)' &i)$"i&a7 &a' )$"i4%' -%'4%-a'4 &%'4a' 8+-*a a'4
"a-a $%i$a &i9a'a"$a' &a#i 0 "a-9ai :0 ;)*+-% 4a" 9a&a 0 ;
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
10/47
3 &k&m A$ogadro
A$ogadro menatakan baha gas-gas ber$ol&me sama2 pada temperat&r dan tekanan ang sama2
akan mengand&ng &mlah molek&lIpartikel ang sama
• Sehingga2 &nt&k persamaan gas ideal berlak&
persamaan :
P V @ ' R T ,3
imana(dalam keadaan S+,) :
, B tekanan (atm I mmg I ,a)
7 B $ol&me (liter)
" B konstanta gas ideal (82314 %IK mol)
n B &mlahmol (mol)
+ B s&h& (Kel$in)
O) S+, : Keadaan dimana gas memp&nai tekanan 1 atm dan s&h& 0o (#'3K)
• .as nata memen&hi h&k&m-h&k&m berik&t ini2
1 ,ersamaan 7an er Faals
,ada persamaan ini tedapat koe!isien koreksi ang bergant&ng pada karakteristik masing-masing gas ait& $ol&me dan tekanan
( , Pn2
a
V 2 ) (7 - nb) B n"+
B koreksi terhadap , ( karena ada gaa tarik partikel)ɑ
b B koreksi terhadap 7 (karena tidak diabaikanna $ol&me partikel)
# ,ersamaan Kamerlingh
,7m B A P , P ,# P ,3 P
dimana2 , B tekanan 2 7m B molar $ol&mA2 2 2 2 B koe!isien $irial
3 ,ersamaan ertherlot
(3
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
11/47
,ada tekanan tinggi persamaan ini s&lit &nt&k dikendalikan Ent&k tekanan rendah :
,7 B n"+ Q 1 P
9 P T c
128 Pc T (1 -
6T e2
T 2 ) R
imana , B +ekanan Kritis2 +; B +emperat&r Kritis
4 ,ersamaan eattie J ridgman
a , B
RT
V m P
β
V m2 P
γ
V m3 P
δ
V m4 b
V m B RT
P P β
RT P
γP
( RT )2 Pγ P
2
( RT )3
imana: B "+ B0 - A0 - Rc
T 2 ,
T B -"+ B0 b P A0 a - Rc B
0
T 2
B
R B0
bc
T 2
A.5.
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
12/47
mterlarut
V larutan
Konsentrasi se;ara kimia
• raksi /ol
n
ntotal
• Kemolalan (m)
gr
Mr ×
1000
P(gr)
• Kemolaran (/)
gr
Mr ×
1000
V (ml)
erat molek&l berh&b&ngan langs&ng dengan si!at kimia polimer Nilai berat molek&l
bergant&ng pada besarna &k&ran dalam metode peng&k&ranna ,olimer terdiri dari sebaran &k&ran
molek&l dan sebaran massa molek&l /aka dari it& setiap peng&k&ranIpenent&an massa molek&l akan
menghasilkan nilai rata-rata
∑ ( X × Mr)
+ekanan parsial mer&pakan tekanan hipotesis gas saat gas terseb&t menempati $ol&me
;amp&ran pada s&h& konstan
P Parsial= X × P total
+ekanan parsial s&at& 9at berbanding l&r&s dengan molna2 hal ini berdasarkan kepada h&k&m
alton
P1 P2
=n1n2
Vx
Px=
V total
P total
ensitas ata& massa enis adalah rasio ata& perbandingan antara massa dengan $ol&me
tertent&
ρ=
m
V
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
13/47
ensitas relati! adalah perbandingan massa enis s&at& 9at dengan massa enis air
ρ relati = ρ benda
ρ air
ensitas ;amp&ran
ρ cam!uran=m1+m2+m3+"V 1+V 2+V 3+"
A.6. P%-+aa'7 P%'i-9a'a'7 &a' P%-a'faaa' Ga"
,emb&atan .as H# dan N#
.as oksigen dan nitrogen dapat dib&at pada skala ?aboratori&m ma&p&n skala lnd&stri ,ada skala
I'&+"#i7 oksigen dan nitrogen dapat diperoleh dengan proses destilasi bertingkat &dara ang
di;airkan /&la-m&la &dara disaring &nt&k menghilangkan deb& lal& dimas&kkan ke dalam
kompresor ,ada kompresi ini s&h& &dara akan naik dan kem&dian didinginkan dalam pendingin
Edara dingin mengembang melal&i ;elah2 dan hasilna adalah &dara lebih dingin ang kem&dian
men;air Edara ;air disaring &nt&k memisahkan kand&ngan H# dan air ang telah membek&
Kem&dian &dara ;air terseb&t memas&ki bagian p&n;ak kolom dimana nitrogen2 komponen ang
paling m&dah meng&ap2 kel&ar sebagai gas ,ada pertengahan kolom2 gas argon kel&ar dan
selan&tna oksigen ;air
Se;ara *nd&stri2 proses pemishan oksigen dan nitrogen dari &dara akan diperoleh oksigen dengan
kem&rnian 25U2 sedangkan Nitrogen -25U
,ada skala La)#a)#i+-2 gas oksigen dapat dib&at dengan meman!aatkan beberapa reaksi kimia2
seperti:
• /emanaskan serb&k kali&m kromat KlH3 dengan katalisator mangan oksida (bat& kai)2
/nH#2 sebagai katalis "eaksina adalah sebagai berik&t:
# KlH3(s)# #Kl(s) P H#(g)
• /eng&raikan hidrogen peroksida #H# dengan /nH# sebagai katalis:
#H#(l) # #H(l) P H#(g)
• Glektrolisis air ang diberi asam s&l!at #SH4
##H(l)# #(g) PH#(g)
• /emanaskan bari&m peroksida aH# (800o)
aH#(s)#
#aH(s) P H#(g)
Sedangkan reaksi kimia ang dig&nakan &nt&k memb&at Nitrogen adalah sebagai berik&t:
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
14/47
• ekomposisi termal senaa amoni&m N4 NH# dengan ;ara dipanaskan
N4 NH#(s) # N#(g)P ##H(l)
• Se;ara spektroskop N# m&rni di b&at dengan dekomposisi termal Natri&m ari&m A9ida
erik&t reaksina:
#NaN3 # #Na P 3N#
• ,emanasan N4 NH# melal&i reaksi sebagai berik&t
N4 NH# # N# P ##H
• Hksidasi N3 melal&i reaksi sebagai berik&t
#N3 P 3&H # N#P 3& P 3#H
,eman!aatan Hksigen
Aplikasi &tama oksigen diantarana adalah: 1) peleb&ran2 pem&rnian2 dan pemb&atan baa2 dan logam
lainna2 #) pemb&atan bahan kimia dengan oksidasi terkontrol2 3) prop&lsi roket2 4) penopang hid&p
medis dan biologiV 5) pertambangan serta prod&ksi ka;a
,eman!aatan Nitrogen
Aplikasi nitrogen ang paling sering dig&nakan adalah: 1) Ent&k pemb&atan Amonia2 #)Ent&k
memb&at atmos!er inert dalam berbagai proses ang tergangg& oleh oksigen misalna dalam ind&strielektrnika2 3) Sebagai atmos!er inert dalam makanan kemasan &nt&k memperpanang masa
pengg&naanna2 4) Nitrogen ;air dig&nakan sebagai pendingin &nt&k men;iptakan s&h& ang sangat
rendah
A ara *nd&stri ara ?aboratori&m
1 Glektrolisis air ang sedikit diasamkan
##H(l) C ##(g) P H#(g)
1 ?ogam (golongan *AI**A) P air
#K(s) P ##H(l) C #KH(aW) P #(g)
a(s) P ##H(l) C a(H)#(aW) P
#(g)
# 3e(piar) P 4#H C e3H4 (s) P 4#(g)
# ?ogam dengan Gok o L H P asam k&at en;er
Zn (s) P #l (aW) C Znl# (aW) P # (g)
/g (s) P # l (aW) C /gl# (aW) P #(g)
3 #(piar) P ##H(g) C ##(g) P #H (g) 3 ?ogam am!oter P basa k&at
Zn (s) P NaH(aW) C Na#ZnH# (aW) P #(g)
#Al (s) P 6NaH (aW) C #Na3AlH3 (aW) P
3#(g)
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
15/47
,emb&atan .as #
alam skala ind&stri2 hdrogen dihasilkan dari &ap air dengan metana ata& hidrokarbon ringan dengan
katalis nikel pada s&h& '5X menghasilkan ;amp&ran karbon monoksida dan hdrogen amp&ran
gas ini diseb&t =snthesis gas> ata& =sngas>
P%-a'faaa' 4a" H2
,eman!aatan # antara lain 1) ,roses prod&ksi methanol2 ethanol2 dan al;ohol ang lebih tinggi2 #)
,embent&kan logam dan oksidana2 3) idrogen sebagai bahan bakar2 4) Ent&k hidrogenasi lemak
dan minak2 5) /ered&ksi biih-biih besi2 6) Sebagai gas pengisi balon
P#)"%" P%'i-9a'a' Ga" O27 H27 &a' N2
1 +ab&ng Hksigen
/er&pakan kapal tekanan ang dig&nakan &nt&k menimpan gas oksigen pada tekanan
atmos!er di dalam tab&ng dengan tekanan tinggi ata& &ga sering diseb& sebagai botol oksigen
# rogeni; "e!rigirator
/etode penimpanan gas N#2 dimana gas dibek&kan dan dib&t&hkan temperat&r
sangat rendah2 &m&mna dibaah -#38 ahrenheit ,embek&an ini biasa dilak&kan
dengan mengg&nakan bant&an gas ;air seperti eli&m
3 +angki idrogen air
,ada teknologi ini gas hidrogen di;airkan pada s&h& ang sangat rendah ,ada
tekanan 1 atm2 dib&t&hkan temperat&r hingga ## K Gnergi ang dig&nakan &nt&k
mendinginkan hidrogen ;&k&p besar2 hingga men;apai 1I3 dari energi ang
disimpan
DASAR TEORI PENDUKUNG BAGIAN B
B.1. TEORI KINETIK GAS
,engamatan dari perilak& gas pada berbagai kondisi ang dilak&kan oleh ole2 harles2
A$ogadro dan lain-lain menghasilkan data ang dapat disimp&lkan menadi per&m&san-per&m&san
&m&m ata& h&k&m &k&m-h&k&m ini tidak bergant&ng pada setiap teori tentang hakekat gas
Ent&k dapat menerangkan perilak& gas it& telah dis&s&n s&at& teori ang dikenal sebagai
+eori Kinetik .as +eori ini2 ang &nt&k pertama kalina dikem&kakan oleh Bernoulli pada tah&n
1'382 mempost&latkan s&at& model dimana diandaikan baha molek&l-molek&l gas berada dalam
gerakan ;epat ke segala arah dan baha tabrakanna dengan dinding menimb&lkan tekanan gas
Gambar 3.Cryogenoc
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
16/47
Fala&p&n erno&lli berhasil men&r&nkan h&k&m Boyle2 nam&n teorina bar& mendapat
perhatian k&rang lebih sat& abad kem&dian2 antara lain dari Joule (1848)2 Krönig (1856) dan Clausius
(183') ang mengembangkan teori terseb&t lebih lan&t
Teori Kinetik Gas Ideal
,rost&lat ang mendasari teori kinetika gas:
a .as terdiri dari partikel-partikel (atom-atom ata& molek&l-molek&l) ang sangat banak
&mlahna
b 7ol&m dari partikel-partikel gas ;&k&p ke;il dibandingkan terhadap $ol&m total dari gas
sehingga $ol&me molek&l dapat diabaikan
; +idak ada interaksi (baik tarik-menarik ata& tolak-menolak) antara partikel-partikel2 sehingga
partikel-partikel ini bergerak dalam garis l&r&s (h&k&m gerak Neton *)
d +erdapat t&mb&kan elastis antara partikel dengan partikel dan antara partikel dengan dinding
adah al ini berarti baha energi kinetik total dan moment&m garis tidak ber&bah ses&dah
t&mb&kan
e Gnergi kinetik rata-rata dari molek&l-molek&l berbanding l&r&s dengan temperat&r molek&l
engan model ini berhasil dit&r&nkan s&at& persamaan ang mem&ngkinkan perhit&ngan tekanan gas
dari si!at-si!at dasar molek&l
,erhatikan s&at& r&ang ang berbent&k k&b&s dengan panang r&s&k l ang mengand&ng &mlah N
molek&l dari s&at& gas (.ambar 1)
Ga-a# 1. Komponen-komponen ke;epatan dalam bidang tiga dimensi
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
17/47
Seb&ah molek&l2 dengan massa m2 ang bergerak dengan ke;epatan ;2 dapat di&raikan ke;epatanna
ke dalam komponen-komponen ;2 ;2 ;9 (.ambar 1)
/olek&l ang bergerak dengan ke;epatan ; pada arah s&mb& akan bert&mb&kan dengan dinding
(31 &i'&i'4 i#+3 dengan moment&m m; Setelah t&mb&kan2 molek&l bergerak dalam arah ang
berlaanan dengan ke;epatan @; dan moment&m @m;
,er&bahan moment&m ang teradi pada molek&l pada sat& kali t&mb&kan adalah :
p1 B m; 2 p# B -m;
∆ p B p1 @ p#
B m; @ (-m;) B # m;
inding ang sama akan ditabrakna lagi setelah molek&l menemp&h arak #l
,enelasan: /isalna dinding bir& adalah dinding (9) 12 dan dinding k&ning adalah (9)# %arak ang
ditemp&h &nt&k menabrak dinding (9)1 adalah l 2 karena elasti; maka molek&l akan menabrak dinding
(9)# dengan arak l &ga Setelah menabrak dinding (9)#2 molek&l akan menabrak dinding (9) 1
setelah menemp&h arak l lagi emikian2 dan seter&sna Sehingga &nt&k menabrak dinding (9) 1
setelah tabrakan ang pertama2 molek&l A"ES menemp&h arak l P l B # l
%&mlah t&mb&kan dengan dinding (9)1 adalah /2l +-+$a'/&%i$
P%'8%*a"a'C
Ke;epatan B arakIakt& akt& B arakIke;epatan
1Iakt& B ke;epatan I arak
Ke;epatan pada s&mb& ;
%arak sat& kali sikl&s t&mb&kan B arak ang A"ES ditemp&h &nt&k membent&k sat& t&mb&kan
berik&tna adalah # l
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
18/47
Ent&k menghit&ng &mlah t&mb&kan k&antitas 1Iakt& B &mlah t&mb&kan I detik2 sehingga &mlah
t&mb&kan dengan dinding 31 adalah /2l +-+$a'/&%i$
BBBBBB
,er&bahan moment&m per molek&l per detik pada dinding (9)1 adalah (# m;)(;I#l ) B -.2/l .
,enelasan
%&mlah t&mb&kan ang teradi B ;I#l t&mb&kanIdetik
,er&bahan moment&m molek&l setiap sat& kali t&mb&kan B # m; I t&mb&kanmolek&l
engan demikian2 per&bahan moment&m per molek&l per detik pada dinding (9)1 B
%&mlah t&mb&kan ang teradi per&bahan moment&m molek&l setiap sat& kali t&mb&kan
B (/2l t&mb&kanIdetik) ( 2 -. I t&mb&kanmolek&l)
B -.2/l Idetikmolek&l
,er&bahan moment&m ang sama akan teradi pada dinding (32 &i'&i'4 $+'i'43
%adi total per&bahan moment&mImolek&lIdetik dalam arah "+-+ :
B per&bahan moment&m (9)1 P per&bahan moment&m (9)#
B m;#Il P m;
#Il
B # m;#Il
,er&bahan moment&m totalImolek&lIdetik dalam sem&a s&mb& (229):
B # m;#Il P # m;
#Il P # m;9#Il
B # m;#Il
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
19/47
Ent&k &mlah total molek&l N2
,er&bahan moment&m per detik
B # m;1#Il P # m;#
#Il P M P # m; N#Il B
imana $%%9aa' $+aa #aa!#aa root mean square speed 3 adalah 2 ć2
B 1IN (;1# P ;#
# P
MP ; N#)
/en&r&t h&k&m Neton ke d&a:
B ma B m d;Idt B d(m;)Idt
%adi gaa adalah per&bahan moment&m per detik
ila l&as total dari k&b&s adalah A B 6 l #2 maka
, B IA B , A
# mIl N Y# B , 6 l #
, B # mIl N Y# I(6 l #) B 1I3 Nm Y# Il 3 B 1I3 Nm Y# IV MMMMMM(1)
,ersamaan ini terkenal sebagai 9%#"a-aa' 9)$)$ %)#i $i'%i$ 4a"
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
20/47
eberapa r&m&s ang dit&r&nkan dari +eori Kinetik
B.2. H+$+- Di"#i+"i Ma%**
Falap&n persamaan teori kinetik mem&ngkinkan perhit&ngan ;akr dari molek&l2 akan tetapi persamaan
ini tidak memberikan keterangan apa-apa tentang ke;epatan dari masing-masing molek&l /olek&l-
molek&l dalam s&at& gas bergerak dengan ke;epatan ang berbeda-beda ?agi p&la ke;epatan dari
seb&ah molek&l selal& ber&bah dan dapat ber$ariasi antara harga ang rendah sekali dan harga ang
sangat tinggi2 akibat daripada t&mb&kan dengan molek&l-molek&l ang lain
,ada tah&n 1860 /aell men&n&kkan baha distrib&si ke;epatan diantara molek&l-molek&l
mengik&ti s&at& pola tertent& erdasarkan teori kebolehadian2 /aell berhasil men&r&nkan s&at&
persamaan &nt&k menghit&ng !raksi dari &mlah total molek&l ang memp&nai ke;epatan antara ;
dan ;Pd;2 dengan d; ialah s&at& bilangan ang sangat ke;il ,ersamaan ini2 ang terkenal sebagai
&k&m istrib&si Ke;epatan /olek&l2 adalah
dccekT
m
N
dN kT mc ##I#I3 #)
#(4 −=π
π
MM(#)
engan dN ialah &mlah molek&l dari &mlah total N2 dengan ke;epatan antara ; dan ;Pd;2 m ialah
massa molek&l dan k ialah tetapan olt9mann ("IN0 B 123805 10-16 erg molek&l-1 der -1 ) dN/N
menatakan fraksi dari jumlah oal molekul dengan kece!aan anara c dan c"dc ,ersamaan
/aell biasana digambarkan dengan mengal&rkan (1/N)dN/d terhadap (.ambar #)
Kebolehjadian untuk menemukan sebuah molekul dengan keepatan antara dua harga ( antara
dan !d) diberikan oleh luas di ba"ah kurva antara kedua harga keepatan ini #
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
21/47
Ga-a# 2. istrib&si ke;epatan molek&l gas men&r&t /aell
+itik maksim&m pada k&r$a men&n&kkan baha sebagian besar dari molek&l-molek&l memp&nai
ke;epatan di sekitar titik maksim&m ini ila temperat&r dinaikkan maka titik maksim&m akan
bergeser ke arah ke;epatan ang lebih besar dan k&r$a menadi lebih melebar dan l&as di baah
k&r$a-k&r$a ini adalah sama2 ait& sama dengan sat&
Ke;epatan pada titik maksim&m diseb&t keepatan paling boleh jadi (the most probable speed)7 pb7
ang dapat dihit&ng dengan ;ara mendi!erensialkan ,ersamaan (#) dan hasilna disamakan dengan
nol (;atatan: nilai maksim&m s&at& !&ngsi akan diperoleh ika B0)
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
22/47
Sehingga
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
23/47
,erhatikan d&a enis gas2 A dan 2 dengan molek&l-molek&lna dianggap kak& dan dengan diameter
masing d & dan d B +&mb&kan antara molek&l A dan akan teradi apabila arak antara titik p&sat
ked&a molek&l ini adalah d $% & ' (d $ ! d % ) Andaikan baha -)*%$+*!-)*%$+* B &ia- dan -)*%$+*
A %#4%#a$ "a+ i8i3 dengan ke;epatan rata-rata &C
melal&i s&at& $ol&m ang berisi molek&l-
molek&l alam akt& sat& detik molek&l A akan melal&i $ol&m sebesar &
C #
Adπ ila &mlah
molek&l per sat&an $ol&m adalah NI72 maka &mlah molek&l ang ditabrak oleh molek&l A per
sat&an $ol&m per sat&an akt& adalah
V
N C '
B &
&B
#
Adπ =
keil
ila &mlah molek&l A dalam sat&an $ol&m adalah N AI72 maka &mlah tabrakan ang terjadi antara
molekul*molekul $ dan molekul*molekul % dalam sat&an $ol&m per sat&an akt& adalah:
#
#d
V
N N C
(
B & & &B
&B
π =
+ huru besar
,ersamaan di atas memerl&kan koreksi karena pada pen&r&nanna dianggap baha molekul*molekul
% tidak bergerak ila molek&l-molek&l bergerak dengan ke;epatan rata-rata B
C
2 maka dalam
persamaan terseb&t B
C
har&s diganti dengan &B
C
ait& keepatan rata*rata $ relati terhadap %
Ke;epatan relati! &B
C
dapat diperoleh sebagai selisih vektor antara &
C
dan B
C
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
24/47
&C
BC
&BC
#I1## );os#( θ B & B & &B
C C C C C −+=
%adi
V
N C '
B &B
&B
#
Adπ =
#
#d
V
N N C (
B & &B &B
&B
π =
dapat dib&ktikan (lihat /oore 5th ed al 150-15#)2 baha
B &
B &
&B
mm
mm
kT C
+=
=
µ
πµ
8
dengan µ adalah massa tered&ksi
πµ
π kT
V
N N (
B & &B
&B
8d#
#
=
MMM(')
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
25/47
Ent&k molek&l seenis
C m
kT
m
kT C
&& #
8#
8
#1
===
π π
sehingga
V
N C '
&
&&
#d#π =
M(8)
dan
#
###
1 d#
V
N C (
&
&&
π =
M()
,ersamaan di atas menatakan &mlah tabrakan molek&l ang teradi dalam sat&an $ol&me per sat&an
akt& aktor [ diperl&kan agar tidak menghit&ng tiap t&mb&kan d&a kali
S&at& besaran penting dalam teori kinetik adalah 8a#a$ #aa!#aa a'4 &i%-9+ "+a+ -)*%$+*
a'a#a &+a a#a$a' %arak ini2 ang diseb&t 8a#a$ %a" #aa!#aa2 λ2 dapat dihit&ng sebagai
berik&t
%&mlah tabrakan ang dialami oleh sat& molek&l per sat&an akt& diberikan oleh
V
N C '
&
&&
#d#π =
%arak ang ditemp&h dalam akt& ini adalah Y %adi arak bebas rata-rata adalah
λ B YI9AA
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
26/47
$= 1
√ 2% d2 & /V
B.,. Vi"$)"ia" Ga"
=7iskositas pada seb&ah !l&ida mer&pakan &k&ran ketahanan dari s&at& !l&ida terhadap gaa
geser terapan> ("obert A Albert2 184:144) +inggina $iskositas men&n&kan interaksi dan
ikatan antar molek&l !l&ida serta tahanan ang diberikan oleh s&at& !l&ida ke tekanan geser
ang diterapkan !l&ida terseb&t )hear sress (tekanan geser) mer&pakan pembagian antara
gaa geser dengan l&as +egangan geser berbanding l&r&s dengan la& regangan geser
(gradient $elo;it)2 ses&ai dengan r&m&s:
' = ( dV
d)
imana:' =te*anan geser
(=¿ *iskosias
dV
d) + laju regangan geser
7iskositas ang biasa diseb&t kekentalan sebenarna mer&pakan seb&ah gaa gesek ang
dialami !l&ida ata& dapat diseb&t sebagai gesekan internal !l&ida .aa terseb&t se;ara alami
terbent&k ketika !l&ida mengalir dimana molek&l pada gas saling bert&mb&kan sat& sama lain
7iskositas s&at& gas berh&b&ngan langs&ng dengan temperat&r2 ait& akan semakin tinggi bila
temperat&r dinaikkan ,ada !l&ida gas2 semakin tinggi temperat&r interaksi dan ikatan antar
molek&l !l&ida pada gas akan semakin tinggi (t&mb&kan antar molek&l)2 sehingga tahanan
!l&ida p&n meningkat Adap&n t&mb&kan ang teradi pada partikel gas mer&pakan enis
t&mb&kan elastik I hampir elastik2 berbeda dengan !l&ida ;air ang mengalami t&mb&kan non-
elastik alam t&mb&kan non elastik sebagian energi translasi di&bah menadi energi $ibrasi
ang menebabkan partikel menadi lebih s&kar bergerak dan ;ender&ng berkoag&lasi
7iskositas se;ara &m&m dibagi menadi d&a:
• 7iskositas inamik (Absol&t)
7iskositas dinamik mer&pakan &k&ran resistansi internal ang diperoleh dari gaa
tangensial per &nit area ang dib&t&hkan &nt&k memindahkan bidang hori9ontal ang
berkaitan dengan bidang lain Nilai $iskositas ini sangat tergant&ng dengan besarna
temperat&r2 dimana ika temperat&r naik nilai $iskositas &ga akan naik
• 7iskositas Kinematik
Gambar 4. Perbedaan Vikoita!uida
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
27/47
7iskositas kinematik menggambarkan si!at aliran s&at& !l&ida dibaah pengar&h
gra$itasi b&mi 7iskositas ini dapat dielaskan sebagai perbandingan antara $iskositas
dinamik !l&ida dengan densitas
7iskositas pada !l&ida pada &m&mna dapat dihit&ng dengan mengg&nakan persamaan
,oise$ille2 sebagai berik&t:
+=%P R
4T
8 V
\ B koe!isien $is;ositas (;enti ,oise)
+ B akt& alir (detik)
, B tekanan ang menebabkan 9at ;air mengalir (dneI;m#)
" B ari-ari pipa dialiri !l&ida (;m)
7 B $ol&me 9at (liter)
? B panang pipa (;m)
Sat&an $iskositas dide!inisikan sebagai tekanan geser dibagi dengan gradien $elo;it NSe;Im#
Sat&an lainna ang sering dig&nakan adalah ;, B 0001 NSe;Im# dan ,oise B 100 ;, B 01
NSe;Im# "&m&s $iskositas pada komponen gas m&rni men&r&t persamaan .ol&be$ adalah sebagai
berik&t:
(= (c¿
T r0.965
T r1.0
+abel G!ek +emperat&r pada 7iskositas dari Komponen .asO
egree
(egree )
Edara drogen Gthane
30 (-111) 00164 0008# 00086#
40 (444) 0016' 00084 0008'8
50 (10) 0016 000851 00085
'' (#5) 001'6 00088 0003
0 (3###) 001' 00084 0006
100 (3''') 00181 00004 000'6
1#0 (4888) 00186 000#6 001
O(nilai tabel dalam ;, Ent&k mengkon$ersi ke NsIm#2 kalikan nilai tabel dengan 10002 &nt&k
mengkon$ersi ke lbmI!tIhr2 kalikan dengan #41)
dimana:
(c¿=
3.5 M -5 Pc
2
3
T c
1
6
/ B erat /olek&ler
,; B +ekanan Kritis
+; B +emperat&r Kritis
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
28/47
(=Viscosit. , micro P
(c¿=Viscosit. !ada criticaltem!erature
Tr=T /Tc
DASAR TEORI PENDUKUNG BAGIAN <
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
29/47
BAB II
Jaaa' P%#a'aa' Ba4ia' A
A.1. /enelaskan perbedaan si!at &&d materi2 seperti nama kelompok mereka %ika Anda adalah
angggota dari kelompok .as2 elaskan si!at dari gas2 dan kem&dian bandingkan dengan si!at ;air dan
padat
%aab : ,erbandingan si!at 9at padat2;air dan gas dilihat dari berbagai si!at berik&t2 ait&
a. Volume Molar
Sat& mol padatan ata& ;airan khas menempati 10-100 ;m 3 pada keadaan r&ang2 tetapi $ol&me
molar s&at& gas dibaah kondisi ang sama sekitar #4000 ;m 3 mol-1 Selisih ang besar ini
menelaskan mengapa padatan dan ;airan diseb&t keadaan materi ang terkondensasi 7ol&me molar
adalah kebalikan dari angka rapatan (&mlah molek&l per ;m3) materi airan dan padatan memp&nai
angka kerapatan ang tinggi2 sedangkan gas memiliki angka kerapatan ang sangat rendah %ika
meleleh2 $ol&me kebanakan padatan hana ber&bah # sampai 10 U2 men&n&kkan baha keadaan
padatan dan ;airan s&at& 9at memang relati! terkondensasi terhadap keadaan gas dalam &mlah ang
sama
,eng&k&ran rapatan men&n&kkan baha sent&han antar molek&l2 arak antar inti atom tera&h
dari sat& molek&l dan inti atom terdekat dari molek&l tetanggana berkisar dari 3 10 -10 sampai 5
10-10 m pada padatan dan ;airan %arak terseb&t a&h lebih pendek dibandingkan arak pada gas2 ait&
sekitar 30 10 -10 m pada kondisi kamar
#. Kom!resi#ilias
Kompresibilitas adalah kemamp&an s&at& 9at dide!inisikan sebagai !raksi pen&r&nan $ol&me
akibat tekanan ,adatan dan ;airan2 ked&ana naris tak terkompresi 2 sedangkan gas
kompresibilitasna besarkompresibilitas ang besar dalam inilah ang menebabkan banak r&ang
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
30/47
kosong dalam gas2 nam&n pada keadaan terkondensasi partikel-partikel 9at hampir bersent&han ata&
bersent&han
.as sangat dapat terkompresi2 sementara padatan dan ;airan hampir tidak dapat memang taat
pada asas dengan gaa antarmolek&l k&at ang ada dalam keadaan terkondensasi dan tidak adana
gaa seperti it& dalam keadaan gas ana energ ang ;&k&p rendah ang diperl&kan &nt&k mendekatkan molek&l-molek&l ang bera&han it& sebab gaa di antarana dapat diabaikan
Epaa &nt&k mengkompresi padatan dan ;airan memerl&kan energi ang besar &nt&k melaan gaa
tolak ang bekera begit& molek&l-molek&l telah bersent&han
c. -ks!ansi Termal
Koe!isien ekspansi termal adalah !raksi peningkatan $ol&me 9at per deraat peningkatan s&h&
ok&m harles memperlihatkan baha koe!isien ini sama &nt&k gas dan besarna ait& 1I#'3215
(0)-1 pada 00 dengan demikian peningkatan s&h& sebesar 10 menebabkan gas berekspansi
sebesar 1I#'3215 ata& 02366 U dari $ol&me asalna pada 0
0
2 salkan tekananna tetap Sedangkankoe!isien ekspansi padatan dan ;airan a&h lebih ke;il Koe!isien ekspansi termal padatan &m&mna
k&rang dari 020# U per deraat ;el;i&s
/eningkatna $ol&me $ol&me dalam &&d padatan dan ;airan mensaratkan baha gaa tarik
di antara molek&l dan molek&l tetanggana har&s diatasi sebagian Karena arak antarmolek&l padatan
dan ;airan berada di daerah gaa tarik ang paling k&at2 ekspansi ang relati$e ke;il dihasilkan oleh
meningkatna $ol&me Sebalikna2 molek&l dalam keadaan gas sangat bera&han sehingga gaa tarik
antarked&ana dapat diabaikan alam s&h& ang sama meningkatkan ekspansi ang a&h lebih besar
dalam gas dibandingkan dalam padatan dan ;airan
d. luidias dan KekakuanSi!at paling menonol dari gas dan ;airan adalah !l&iditasna ata& daa alirna ang
bertentangan dengan kekak&an padatan airan memp&nai $ol&me tertent& tetapi bent&kna tidak
tent& 2 adi dibaah tegangan ;airan m&dah mengalir Ketahanan material terhadap aliran
makroskopik di&k&r dari *iskosias sesar na ,ada tingkat mikroskopik2 $iskositas sesar menatakan
ketahanan bila sat& lapis molek&l ditarik seaar dari lapis tipis lainna$iskositas sesar masing-masing
;airan adalah sekitar 16 kali lebih ke;il dibandingkan padatan2 dan &nt&k gas lebih ke;il Si!at
kekerasan (ketahanan terhadap tak&kan2 indenaion) dan elastisitas (daa &nt&k mengembaikan
bent&kna bila tegangan de!ormasina dihilangkan) berh&b&ngan dengan kekak&an ata& $iskositas
sesar ang tinggi alam si!at ini2 padatan memp&nai si!at ang baik2 sedangkan gas dan ;airan
tidak
e. /ifusi
/olek&l gas pada kondisi kamar berdi!&si dengan la& beberapa sentimeter per detik
sedangkan molek&l ;airan dan padatan berdi!&si a&h lebih lambat +etapan di!&si s&at& 9at meng&k&r
la& di!&si pen;amp&ran ,ada s&h& dan tekanan kamar2 tetapan di!&si &nt&k di!&si ;airan kedalam
;airan adlah sekitar empat kali lebih ke;il daripada gas ke gas2 sedangkan tetapan di!&si padatan ke
padatan lebih ke;il lagi
A.2. i ind&stri ini mereka diperkenalkan denga istilah !a;tor kompresibilitas ang men&n&kkan
bahaa gas terseb&t b&kanlah gas ideal %elaskan apa ang anda ketah&i tentang gas ideal
berdasarkan !a;tor komprebilitas ini2 bagaimana anda dapet membedakan baha gas terseb&t
mer&pakan gas ideal ata& gas nata an elaskan apa ang anda ketah&i tentang gas nata
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
31/47
%aab : .as ideal mer&pakan gas ang memat&hi persamaan gas &m&m ,7Bn"+ pada keadaan S+,
dan h&k&m gas .raham2 ole2 .a ?&ssa;2 harles2 A$ogadro2 Amagat2 alton2 GHS pada sem&a
s&h& dan tekanan As&msi gas ideal :
4 .as terdiri dari partikel-partikel ang sangat banak ang bergerak l&r&s se;ara a;ak
diantara t&mb&kan dengan ke;epatan tetap
5 +idak ada gaa tarikIgaa tolak antar partikel gas
6 +&mb&kan antar partikel gas J partikel gas dengan dinding adah adalah lenting
semp&rna
.as nata berbeda dari gas ideal karena dapat teradi interaksi antar molek&l berdasarkan tekanan gas
4 .aa tolak C membant& ekspansi gas (pada tekanan tinggi)
5 .aa tarik C membant& kompresi gas (pada tekanan sedang)
6 +idak ada gaa tarik menarik I tolak menolak antar molek&l pada tekanan rendah (, B 0)2
hal ini mer&pakan si!at dari gas ideal
.aa-gaa antar molek&l ini &ga menebabkan t&mb&kan antar molek&l ma&p&n molek&l dengan
diding beana tidak lenting semp&rna2 interaksi antar molek&l gas nata sangat k&at menebabkan
gerakan molek&l tidak l&r&s J tekanan ke dinding menadi lebih ke;il daripada gas ideal .as natamemen&hi h&k&m 7an er Faals2 Kemerlinghones2 ethelot 2dan eattie-ridgeman
As&msi gas ideal :
1 .as terdiri dari partikel-partikel ang sangat banak ang bergerak l&r&s se;ara a;ak
diantara t&mb&kan dengan ke;epatan tetap
# +idak ada gaa tarikIgaa tolak antar partikel gas
3 +&mb&kan antar partikel gas J partikel gas dengan dinding adah adalah lenting
semp&rna
4 7ol&me partikel gas diabaikan terhadap $ol&me r&ang
5 &k&m mekanika berlak& pada gerak partikel gas
6 aktor Kompresi pada gas ideal adalah 1 (ZB1)
Fa$)# $)-9#%"i 3 : rasio antara molar dan $ol&me gas ang sebenarna berbanding dengan
rasio antara molar dan $ol&me gas ideal ketika temperat&r dan tekanan ang sama
Z B
V m
V mideal 2 dimana 7m B
V
n
d %ika hasil Z B 1 C keadaan ideal
e %ika hasil Z 1 C gaa tarik menarik antar molek&l dominan (pada tekanan sedang)
! %ika hasil Z L 1 C gaa tolak menolak antar molek&l dominan (pada tekanan tinggi)
No .as *deal .as Nata
1
/olek&l-molek&l gas mer&pakan materi
bermassa ang dianggap tidak memp&nai
$ol&m
7ol&me molek&l gas nata tidak
dapat diabaikan
# .aa tarikItolak dianggap nol+erdapat gaa tarikIgaa tolak ika
tekanan diperbesar ata& diperke;il
3
+&mb&kan antar molek&l ata& molek&l
dengan dinding beana B lenting semp&rna
*nteraksi antar molek&l gas nata
sangat k&at menebabkan gerakan
molek&l tidak l&r&s J tekanan kedinding menadi lebih ke;il
daripada gas ideal
4 /emen&hi persamaa gas : ,7Bn"+
/emen&hi persamaan :
( , Pn
2
V 2 ) (7 - nb) B n"+
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
32/47
A.(. Seb&ah tab&ng 1# ? akan diisi dengan gas N#2 dengan ;ara mengalirkan gas terseb&t dari tab&ng
1 ? dengan tekanan #0 atm engan mengas&msikan baha gas terseb&t adalah gas ideal2 h&k&m
siapakah ang bisa anda g&nakan &nt&k menent&kan tekanan akhir dari gas N# ini] %ika gas nata2
bagaimanakah ;arana kita mendapatkan tekanan akhir gas terseb&t] +erangkan &ga h&k&m-h&k&m
gas lain2 baik &nt&k gas ideal ata&p&n gas nata
%AFA:
^engan as&msi gas terseb&t adalah gas ideal2 maka &nt&k menent&kan tekanan akhir dari gas N#
mengg&nakan h&k&m bole
P 1/V
*ni berarti tekanan dan $ol&me #er#anding er#alik apabila mol dan s&h&(+) konstan (tidak ber&bah)
P1V1 @ P2 V2
iketah&i baha : 71 B 1 ? B 1 dm3 B 10-3 m3
,1 B #0 atm B #0 1013#5 ,a B #0#6500 ,a
7# B 1# ? B 1# dm3 B 1# 10-3 m3
,# B ]
P1V1 @ P2 V2
P2 @ P1 . V1
V2
P2 @ 2026500 . 10!(
12 . 10!(
P2 @ 16::?5 Pa
P2 @ 176 a- engan as&msi gas terseb&t adalah gas nata2 maka &nt&k menent&kan tekanan akhir dari gas N#
adalah
• %ika gas terseb&t adalah gas nata2 tekanan akhir dapat di;ari mengg&nakan persamaan 7an der
Faals2 ait&
( P1+ n2
a
V 1
2 ) (V 1−nb )
( P2+ n2
a
V 2
2 ) (V 2−nb )=
nRT
nRT
(20+ 1,391 ) (1−0,0391 )=( P2+1,39
144 )(12−0,0391 )(21,39 ) (0,9609 )=( P2+0,0096 ) (11,9609 )
1,718=( P2+0,0096 )
P2=1,71atm
• .as *deal memen&hi h&k&m-h&k&m berik&t ini2
1 &k&m ole
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
33/47
,ada 166#2 ole ber&ar baha =volume suatu gas dengan jumlah tertentu, pada suhu konstan
berbanding terbalik dengan tekanan gas>. Ata& lebih dikenal dengan keadaan i")%#-ole
memb&ktikan pernataanna ini dengan serangkaian per;obaan tab&ng gelas bent&k-% ang
ditambahkan air raksa sedikit demi sedikit hingga diketah&i per&bahan $ol&mena
Ga-a# 1.1 P%#)aa' B)*%
13
,1 B tekanan aal (,a ata& NIm#)
,# B tekanan akhir (,a ata& NIm#)
71 B $ol&me aal (m3
)
7# B $ol&me akhir (m3)
G#afi$ H++'4a' P &a' V
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
34/47
# &k&m harles-.a ?&ssa;
/en&r&t harles (1'8') :
Ga" i)4%'7 +&a#a7 $a#)' &i)$"i&a7 &a' )$"i4%' -%'4%-a'4 &%'4a' 8+-*a a'4 "a-a
$%i$a &i9a'a"$a' &a#i 0 "a-9ai :0 ;)*+-% 4a" 9a&a 0 ;
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
35/47
• Sehingga2 &nt&k persamaan gas ideal berlak&
persamaan :
P V @ ' R T ,3
imana(dalam keadaan S+,) :
, B tekanan (atm I mmg I ,a)
7 B $ol&me (liter)
" B konstanta gas ideal (82314 %IK mol)
n B &mlahmol (mol)
+ B s&h& (Kel$in)
O) S+, : Keadaan dimana gas memp&nai tekanan 1 atm dan s&h& 0o (#'3K)
• .as nata memen&hi h&k&m-h&k&m berik&t ini2
5 ,ersamaan 7an er Faals
,ada persamaan ini tedapat koe!isien koreksi ang bergant&ng pada karakteristik
masing-masing gas ait& $ol&me dan tekanan
( , Pn2
a
V 2 ) (7 - nb) B n"+
B koreksi terhadap , ( karena ada gaa tarik partikel)ɑ
b B koreksi terhadap 7 (karena tidak diabaikanna $ol&me partikel)
6 ,ersamaan Kamerlingh
,7m B A P , P ,# P ,3 P
dimana2 , B tekanan 2 7m B molar $ol&m
A2 2 2 2 B koe!isien $irial
' ,ersamaan ertherlot
,ada tekanan tinggi persamaan ini s&lit &nt&k dikendalikan Ent&k tekanan rendah :
,7 B n"+ Q 1 P
9 P T c
128 Pc T (1 -6T e
2
T 2 ) R
imana , B +ekanan Kritis2 +; B +emperat&r Kritis
8 ,ersamaan eattie J ridgman
a , B RT
V m P
β
V m2 P
γ
V m3 P
δ
V m4 b V m B
RT
P P β
RT P
γP
( RT )2 Pγ P
2
( RT )3
(3
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
36/47
imana: B "+ B
0 - A
0 - Rc
T 2 ,
T B -"+ B
0 b P A
0 a -
Rc B0
T 2
B R B
0bc
T 2
A., Salah sat& persamaan gas nata ang banak dig&nakan adalah persamaan $an der aals engan
berdasarkan kepada persamaangas ideal2 terangkan bagaimana kita bisa mendapatkan persamaan $an
der aals alam persamaan $an der aals2 terdapat d&a konstanta ang sangat tergant&ng kepada
karakteristik masing-masing gas +erangkan bagaimana ;ara menent&kan nilai konstanta $an der
aals terseb&t
JAAB C
Karena merasa prihatin dengan keterbatasan persamaan keadaan gas ideal (,7 B n"+)2 $an der Faals
men&r&nkan seb&ah persamaan keadaan2 dengan memperhit&ngkan $ol&me molek&l dan interaksiang teradi antara molek&l-molek&l ,ersamaan ang dit&r&nkan oleh $an der Faals mer&pakan
hasil modi!ikasi persamaan keadaan gas ideal , i7 B n"+
,i di&bah &nt&k mengkompensasi interaksi antar-molek&l melal&i persamaan:
Pi @ P P 13
,en&r&nan r&m&s gas ideal menadi nata memb&at gaa tarik menarik antar molek&l dan molek&l-
molek&l terseb&t mempengar&hi $ol&me gas ang ada
Ent&k memperm&dah implementasi pen&r&nan r&m&s gas ideal terseb&t dalam gas nata2 dianggap
meakili $ol&me sat& mol molek&l gas2 sementara V mer&pakan total $ol&me partikel dibagi dengan
&mlah total partikel Sehingga2 $ol&me ang tadina tersedia &nt&k pemampatan tidak lagi ber&m&s
7 tetapi menadi V nb (7ol&me gas - 7ol&me total dari molek&l-molek&l gas)
ent&k pertama dari persamaan ini adalah
23
keterangan :
, B +ekanan gas (NIm# B ,a)
* B $ol&me partikel dibagi dengan &mlah total partikel
" B Konstanta gas &ni$ersal (" B 82315 %ImolK ) + B S&h& (K)
a B Konstanta empiris (nilaina bergant&ng pada gaa tarik menarik antara molek&l gas)
b B konstanta empiris (meakili $ol&me sat& mol molek&l gas)
Setelah pengenalan konstanta A$ogadro N A2 &mlah mol n0 dan &mlah nN partikel A2 persamaan dapat
dir&bah ke dalam bent&k ked&a (lebih dikenal) :
(3
Keterangan :
http://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&ie=UTF-8&sl=en&tl=id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Avogadro_constant&prev=_t&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhi2bxurvVpqGPVLvg7j-SjP6hydxwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&ie=UTF-8&sl=en&tl=id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Avogadro_constant&prev=_t&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhi2bxurvVpqGPVLvg7j-SjP6hydxwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&ie=UTF-8&sl=en&tl=id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Avogadro_constant&prev=_t&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhi2bxurvVpqGPVLvg7j-SjP6hydxwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&ie=UTF-8&sl=en&tl=id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Mole_(unit)&prev=_t&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhioaO0PjHMcv_nsbHswAdt03pgruwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&ie=UTF-8&sl=en&tl=id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Mole_(unit)&prev=_t&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhioaO0PjHMcv_nsbHswAdt03pgruwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&ie=UTF-8&sl=en&tl=id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Mole_(unit)&prev=_t&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhioaO0PjHMcv_nsbHswAdt03pgruwhttp://translate.googleusercontent.com/translate_c?hl=id&ie=UTF-8&sl=en&tl=id&u=http://en.wikipedia.org/wiki/Avogadro_constant&prev=_t&rurl=translate.google.com&usg=ALkJrhi2bxurvVpqGPVLvg7j-SjP6hydxw
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
37/47
, B +ekanan gas (NIm# B ,a)
7 B 7ol&me gas (m3)
" B Konstanta gas &ni$ersal (" B 82315 %ImolK )
+ B S&h& (K)
a B Konstanta empiris (nilaina bergant&ng pada gaa tarik menarik antara molek&l gas)
b B konstanta empiris (meakili $ol&me sat& mol molek&l gas)
n B %&mlah mol (mol)
bn B 7ol&me total dari molek&l-molek&l gas
Konstanta a dan b diperoleh melal&i eksperimen Nilai konstanta a dan b bergant&ng pada enis gas
n#I7# B perbandingan k&adrat &mlah mol (n) dengan k&adrat $ol&me gas (7) Nilai n#I7# bergant&ng
pada tekanan dan kerapatan gas Apabila tekanan gas (,) besar2 maka $ol&me gas (7) menadi ke;il
Semakin ke;il 72 semakin besar n#I7# Ketika $ol&me gas ke;il (n#I7# ) besar2 maka arak antara
molek&l menadi lebih dekat Semakin dekat arak antara molek&l2 semakin besar kem&ngkinan teradi
interaksi antara molek&l-molek&l terseb&t (bert&mb&kan2 saling tarik menarik) Karenana2 n#I7#
berbanding l&r&s dengan konstanta a
(7 @ nb) B Selisih antara $ol&me gas dengan $ol&me total molek&l-molek&l gas Konstanta b
menatakan besarna $ol&me sat& mol molek&l gas n B &mlah mol asil kali antara b dan n (nb) B
&mlah $ol&me total molek&l-molek&l gas %ika tekanan gas (,) semakin besar maka $ol&me gas (7)
semakin ke;il Semakin ke;il 72 semakin ke;il (7 @ nb) *ni berarti arak antara molek&l bertambah
dekat dan tent& saa gaa tarik antara molek&l-molek&l semakin besar
A.5. alam k&n&ngan ini2 mahasisa &ga belaar mengenai gas ;air2 salah sat& prod&k dari ,+ _
*ndonesia ini erdasarkan keterangan ang s&dah diperoleh dari ind&stri terseb&t2 elaskan bagaimana
s&at& gas bisa di;airkan
Seb&ah gas dapat di;arikan dengan pendinginan dibaah titik pendidihan pada tekanan eksperiman
Sebagai ;ontoh2 klorin pada 1 atm dapat di;airkan dengan mendinginkanna dibaah -34X di seb&ah
bak pendingin dengan es kering (solid ;arbon dioide) Ent&k gas dengan titik pendidihan ang amat
rendah (seperti oksigen dan nitrogen2 pada -183X dan -186X)2 beberapa teknik sederhana tidak
praktis dig&nakan meskip&n bahkan bak ang lebih dingin disediakan
Salah sat& alternati! dan &m&m dig&nakan se;ara komersil dengan meman!aatkan gaa ang bekera
diantara molek&l molek&lna Kita tah& baha la& rms dari molek&l molek&l gas berbanding l&r&s
dengan k&adrat akar dari temperat&rna apat disimp&lkan baha dengan meng&rangi la& rms dair
molek&l molek&lna sama saa dengan mendinginkan gas terseb&t %ika la& molek&l @ molek&l dapat
di k&rangi sampa titik dimana molek&l @ molek&l berdekatan menangkap sesamana dengan gaa
tarik intermolek&lar2 maka gas dingin akan mengemb&n menadi ;air
A.6. ari hasil k&n&ngan pabrik ang s&dah dilak&kan2 berikanlah keterangan singkat tentang gas H #2
#2 dan N ang s&dah Anda ketah&i2 tentang proses pemb&atan2 penimpanan2 dan peman!aatan na
,emb&atan .as H# dan N#
.as oksigen dan nitrogen dapat dib&at pada skala ?aboratori&m ma&p&n skala lnd&stri ,ada skala
I'&+"#i7 oksigen dan nitrogen dapat diperoleh dengan proses destilasi bertingkat &dara ang
di;airkan /&la-m&la &dara disaring &nt&k menghilangkan deb& lal& dimas&kkan ke dalam
kompresor ,ada kompresi ini s&h& &dara akan naik dan kem&dian didinginkan dalam pendingin
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
38/47
Edara dingin mengembang melal&i ;elah2 dan hasilna adalah &dara lebih dingin ang kem&dian
men;air Edara ;air disaring &nt&k memisahkan kand&ngan H# dan air ang telah membek&
Kem&dian &dara ;air terseb&t memas&ki bagian p&n;ak kolom dimana nitrogen2 komponen ang
paling m&dah meng&ap2 kel&ar sebagai gas ,ada pertengahan kolom2 gas argon kel&ar dan
selan&tna oksigen ;air
Se;ara *nd&stri2 proses pemishan oksigen dan nitrogen dari &dara akan diperoleh oksigen dengan
kem&rnian 25U2 sedangkan Nitrogen -25U
,ada skala La)#a)#i+-2 gas oksigen dapat dib&at dengan meman!aatkan beberapa reaksi kimia2
seperti:
• /emanaskan serb&k kali&m kromat KlH3 dengan katalisator mangan oksida (bat& kai)2
/nH#2 sebagai katalis "eaksina adalah sebagai berik&t:
# KlH3(s)# #Kl(s) P H#(g)
• /eng&raikan hidrogen peroksida #H# dengan /nH# sebagai katalis:
#H#(l) # #H(l) P H#(g)
• Glektrolisis air ang diberi asam s&l!at #SH4
##H(l)# #(g) PH#(g)
• /emanaskan bari&m peroksida aH# (800o)
aH#(s)#
#aH(s) P H#(g)
Sedangkan reaksi kimia ang dig&nakan &nt&k memb&at Nitrogen adalah sebagai berik&t:
• ekomposisi termal senaa amoni&m N4 NH# dengan ;ara dipanaskan
N4 NH#(s) # N#(g)P ##H(l)
• Se;ara spektroskop N# m&rni di b&at dengan dekomposisi termal Natri&m ari&m A9ida
erik&t reaksina:
#NaN3 #
#Na P 3N#
• ,emanasan N4 NH# melal&i reaksi sebagai berik&t
N4 NH# # N# P ##H
• Hksidasi N3 melal&i reaksi sebagai berik&t
#N3 P 3&H# N#P 3& P 3#H
,eman!aatan Hksigen
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
39/47
Aplikasi &tama oksigen diantarana adalah: 1) peleb&ran2 pem&rnian2 dan pemb&atan baa2 dan logam
lainna2 #) pemb&atan bahan kimia dengan oksidasi terkontrol2 3) prop&lsi roket2 4) penopang hid&p
medis dan biologiV 5) pertambangan serta prod&ksi ka;a
,eman!aatan Nitrogen
Aplikasi nitrogen ang paling sering dig&nakan adalah: 1) Ent&k pemb&atan Amonia2 #)Ent&k
memb&at atmos!er inert dalam berbagai proses ang tergangg& oleh oksigen misalna dalam ind&stri
elektrnika2 3) Sebagai atmos!er inert dalam makanan kemasan &nt&k memperpanang masa
pengg&naanna2 4) Nitrogen ;air dig&nakan sebagai pendingin &nt&k men;iptakan s&h& ang sangat
rendah
,emb&atan .as #
A ara *nd&stri ara ?aboratori&m
1 Glektrolisis air ang sedikit diasamkan
##H(l) C ##(g) P H#(g)
1 ?ogam (golongan *AI**A) P air
#K(s) P ##H(l) C #KH(aW) P #(g)
a(s) P ##H(l) C a(H)#(aW) P
#(g)
# 3e(piar) P 4#H C e3H4 (s) P 4#(g)
# ?ogam dengan Gok o L H P asam k&at en;er
Zn (s) P #l (aW) C Znl# (aW) P # (g)
/g (s) P # l (aW) C /gl# (aW) P #(g)
3 #(piar) P ##H(g) C ##(g) P #H (g)
3 ?ogam am!oter P basa k&at
Zn (s) P NaH(aW) C Na#ZnH# (aW) P #(g)
#Al (s) P 6NaH (aW) C #Na3AlH3 (aW) P
3#(g)
alam skala ind&stri2 hdrogen dihasilkan dari &ap air dengan metana ata& hidrokarbon ringan dengan
katalis nikel pada s&h& '5X menghasilkan ;amp&ran karbon monoksida dan hdrogen amp&ran
gas ini diseb&t =snthesis gas> ata& =sngas>
,eman!aatan gas #
,eman!aatan # antara lain 1) ,roses prod&ksi methanol2 ethanol2 dan al;ohol ang lebih tinggi2 #),embent&kan logam dan oksidana2 3) idrogen sebagai bahan bakar2 4) Ent&k hidrogenasi lemak
dan minak2 5) /ered&ksi biih-biih besi2 6) Sebagai gas pengisi balon
,roses ,enimpanan .as H#2 #2 dan N#
1 +ab&ng Hksigen
/er&pakan kapal tekanan ang dig&nakan &nt&k menimpan gas oksigen pada tekanan
atmos!er di dalam tab&ng dengan tekanan tinggi ata& &ga sering diseb& sebagai botol oksigen
# rogeni; "e!rigirator
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
40/47
/etode penimpanan gas N#2 dimana gas dibek&kan dan dib&t&hkan temperat&r sangat
rendah2 &m&mna dibaah -#38 ahrenheit ,embek&an ini biasa dilak&kan dengan
mengg&nakan bant&an gas ;air seperti eli&m
3 +angki idrogen air
,ada teknologi ini gas hidrogen di;airkan pada s&h& ang sangat rendah ,ada
tekanan 1 atm2 dib&t&hkan temperat&r hingga ## K Gnergi ang dig&nakan
&nt&k mendinginkan hidrogen ;&k&p besar2 hingga men;apai 1I3 dari energi
ang disimpan
Jaaa' P%#a'aa' Ba4ia' B
B.1. Ent&k dapat memahami teori kinetika gas2 kelompok mahasisa mengas&msikan baha setiapmobil ang mela& adalah s&at& molek&l gas ang berada dalam s&at& r&angan dengan $ol&me 7 %ika
Anda adalah mahasisa terseb&t2 elaskan post&lat ang mendasari teori kinetika gas2 dan bagaimana
Anda dapat menerangkan distrib&si ke;epatan molek&l gas berdasarkan data ang ada di tabel
JaaC
,rost&lat ang mendasari teori kinetika gas:
a .as terdiri dari partikel-partikel (atom-atom ata& molek&l-molek&l) ang sangat banak
&mlahna
b 7ol&m dari partikel-partikel gas ;&k&p ke;il dibandingkan terhadap $ol&m total dari gas
sehingga $ol&me molek&l dapat diabaikan
; +idak ada interaksi (baik tarik-menarik ata& tolak-menolak) antara partikel-partikel2 sehingga
partikel-partikel ini bergerak dalam garis l&r&s (h&k&m gerak Neton *)
d +erdapat t&mb&kan elastis antara partikel dengan partikel dan antara partikel dengan dinding
adah al ini berarti baha energi kinetik total dan moment&m garis tidak ber&bah ses&dah
t&mb&kan
e Gnergi kinetik rata-rata dari molek&l-molek&l berbanding l&r&s dengan temperat&r molek&l
%ika dikaitkan dengan teori distrib&si ke;epatan molek&l ang dikem&kakan oleh Ma%**2
maka dapat diketah&i baha keepatan paling boleh jadi (the most probable speed)7 pb di
alan tol %agorai ke arah %akarta (%) dan ke arah ogor () adalah sama2 ait& sebesar
85kmIam Kondisi terseb&t diseb&t sebagai ii$ -a$"i-+- pada k&r$a ang dibent&k dari
$%%9aa'speed 3 9a&a "+-+! dan f#a$"i 8+-*a $%'&a#aa' a'4 -%*a8+ &i 8a*a' )*
9a&a "+-+! +itik maksim&m pada ke;epatan 85kmIam terseb&t men&n&kan baha
maoritas kendaraan di alan tol %agorai masih berada dalam rata-rata ke;epatan standar
kendaraan di alan tol2 ang berkisar antara 60-100kmIam
Gambar ".Cryogen#c
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
41/47
B.2.aangkan mobil-mobil ang mela& di alan terseb&t adalah molek&l-molek&l gas ang berada
dalam s&at& r&angan2 dengan diameter s2 elaskan bagaimana Anda dapat menent&kan &mlah
t&mb&kan ang teradi antar mobil per $ol&me per am %elaskan &ga bagaimana ;ara menent&kan
alan bebas rata-rata dan $iskositas gas
%aab:
Apabila dias&msikan kendaraan sebagai molek&l2 maka molek&l berpindah dengan ke;epatan
rata-rata dalam akt& 1 /olek&l beralan melal&i =tab&ng t&mb&kan> ang berdiameter
s2 sehingga l&as area molek&l-molek&l adalah / =% s2
dan sepanang lintasan 1 2 dan
oleh karena it& $ol&mena bernilai / 1 rek&ensi t&mb&kan antar mobil
(dias&msikan sebagai molek&l) ang dihasilkan per sat&an akt& (dalam am) dapat
dinatakan dengan persamaan berik&t ini
0=√ 2/ x &
V
ata& dapat dinatakan p&la dengan
0=√ 2% s2 x
&
V
imana2 N menatakan &mlah kendaraan ang mela& di alan tol dan V menatakan $ol&me
alan tol (dias&msikan berbent&k silinder dengan diameter s)
Karena kita telah mengetah&i persamaan &nt&k menghit&ng !rek&ensi t&mb&kan2 maka kita
dapat menghit&ng alan bebas rata-rata 2 arak rata-rata seb&ah molek&l melak&kan
peralanan antara t&mb&kan Apabila seb&ah molek&l berpindah dengan ke;epatan rata-rata
bert&mb&kan dengan !rek&ensi ' 2 maka menghabiskan akt& 23' dalam peralanan bebas
antar t&mb&kan2 dan oleh karena it& melak&kan peralanan berarak (23' ) Sehingga2 alan
bebas rata-rata dir&m&skan sebagai:
λ ¿ ❑
0 ata&¿
*T
√ 2/ !
Jaaa' P%#a'aa' Ba4ia' <
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
42/47
atas !asa ;air-&ap
diakhiri pada titik
kritis ,ada titiktriple2 padatan2 ;airan
dan &ap berada di
kesetimbangan
dinamik +itik bek&
normal adalah titik
dimana temperat&r
;airan membek& pada
tekanan 1 atmV titik
didih normal adalah
titik dimana tekanan &ap ;airan 1 atm
Sekarang pertimbangkan apa
ang teradi ketika kita
memanaskan ;airan pada $essel
tert&t&p Karena &ap tidak bisa
kel&ar2 densitas ;airan meningkat
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
43/47
seiring dengan peningkatan tekanan &ap kem&dian densitas &ap menadi seragam dengan ;airan sisa
,ada tahap ini perm&kaan antara d&a !asa menghilang2 ses&ai .ambar # +emperat&r pada saat
perm&kaan hilang diseb&t temperat&r kritis +;2 tekanan &ap pada temperat&r kritis diseb&t tekanan
kritis ,;2 dan temperat&r kritis dan tekanan kritis bersama sama mengidenti!ikasi titik kritis dari s&at&
9at %ika kita memaksa meningkatkan temperat&r diatas temperat&r kritis2 akan menghasilkan denser
fluid agaimanap&n &ga2 tidak ada perm&kaan m&n;&l &nt&k memisahkan ked&a bagian sampel dan
!ase seragam2 ;airan s&perkritis2 ter&s mener&s mengisi $essel terseb&t Hlehkarena it&2 $ia &a9a
-%'i-9+*$a' aa ai#a' i&a$ i"a &ia"i*$a' )*% a9*i$a"i &a#i %$a'a' "+a+ a 8i$a a
i+ %#a&a aa+ &iaa" %-9%#a+# $#ii" *t&lah sebabna batas ;airan-gas pada !asa diagram
diakhiri titik kritis
/ense fluid ang diperoleh dari kompresi gas ketika tempertar&tna diatas temperat&r kritis b&kanlah
;airan ang ses&ngg&hna2 akan tetapi berkelak&an seperti ;airan di banak kondisi /ense fluid
memiliki densitas g mirip dengan ;airan2 dan dapat bertindak sebagai pelar&t /eskip&n sangat
rapat2 !l&ida ini tidak bisa dikatakan ;airan karena tidak memliki seb&ah perm&kaan ang
memisahkan dari !asa &ap
+emperta&r kritis sering dig&nakan &nt&k membedakan istilah `&ap dan `gas: &ap adalah !asa gas
dari s&at& 9a dibaah temperta&r kritis ( dimana dapat di ;airkan oleh kompresi)V gas adalah !asa gas
dari s&at& 9at diatas temperat&r kritisna ( tidak dapat di;airkan hana dengan kompresi) Hksigen
pada temperat&r r&angan diseb&t gasV sedangkan !asa gas dari air pada temperat&r r&angan (S+,)
diseb&t &ap
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
44/47
BAB III
KESIMPULAN
No .as *deal .as Nata
1
/olek&l-molek&l gas mer&pakan materi
bermassa ang dianggap tidak memp&nai
$ol&m
7ol&me molek&l gas nata tidak
dapat diabaikan
# .aa tarikItolak dianggap nol+erdapat gaa tarikIgaa tolak ika
tekanan diperbesar ata& diperke;il
3+&mb&kan antar molek&l ata& molek&l
dengan dinding beana B lenting semp&rna
*nteraksi antar molek&l gas nata
sangat k&at menebabkan gerakan
molek&l tidak l&r&s J tekanan ke
dinding menadi lebih ke;il
daripada gas ideal
4 /emen&hi persamaa gas : ,7Bn"+
/emen&hi persamaan :
( , Pn
2
V 2 ) (7 - nb) B n"+
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
45/47
/assa molar dengan berat molek&l sangat berkaitan Nilai ked&ana sama2 hana saa
sat&anna berbeda Sat&an massa molar adalah gram2 sedangkan masa molek&l adalah sma (sat&an
m&atan atom) ,enent&an massa molar dapat dilak&kan dengan ;ara matematis2 metode-metode
ilmiah2 &ga alat-alat ara matematis dapat dihit&ng berdasarkan persamaan gas ideal ait&
PV =nRT /etode-metode ang diganakan ada &mas2 "egna<2 dan ?imiting ensit
Adap&n alat ang dig&nakan ait& timbangan mikro gas dengan hasil kel&aranna tekanan dan
spe;trometer massa dengan hasil kel&aranna &mlah isotop ang bernilai sama dengan berat molek&l
dan massa molar
+eori kinetik gas membahas mengenai sidat-si!at dasar gas /olek&l-molek&l dalam gas ang
bergerak se;ara ter&s mener&s2 bebas2 dan a;ak akan mengalami t&mb&kan /olek&l-molek&l ini p&n
akan memp&nai ke;epatan2 energi kinetik2 !rek&ensi t&mb&kan2 dan alan bebas rata-rata Ke;epatan
akan terdistrib&si dalam seb&ah gas2 ke;epatan dipengar&hi oleh temperat&r dan massa molek&l ila
massa molek&l semakin besar masa molek&l gas akan bergerak semakin lambat2 sebalikna pada
temperat&r tinggi molek&l akan bergerak semakin ;epat sehingga energi kinetikna &ga besar Selain
it& seiring bertambahna temperat&r !rek&ensi t&mb&kan &ga akan semakin besarairan s&perkritis (S&per ;riti;al l&id2 S) adalah s&at& gas ang s&h& dan tekananna
berada di atas s&h& dan tekanan kritisna airan terseb&t memiliki si!at !isika gas tetapi dengan
tinggina kerapatan ang tetap ada menadikan gas terseb&t &ga tetap memiliki si!at-si!at ;airan
sehingga tidak dapat dibedakan Sedangkan kritikal adalah2 titik kritis2 ait& seb&ah titik s&h& dimana
!ase ;airan dan &ap tidak bisa dibedakan ,ada saat mendekati temperat&r titik kritis2 properti gas dan
;airan menadi sama2 !ase ini diseb&t l&ida s&perkritikal %adi perbedaanna adalah ;airan s&perkritis
adalah !ase dimana si!at ;airan dan gas tidak dapat dibedakan dan titik kritis adalah titik dimana
men;apai temperat&r kritikal dan tekanan kritikal sehingga !ase ;airan dan gas tidak dapat dibedakan
7iskositas ata& kekentalan mer&pakan gaa gesekan antara molek&l-molek&l ang men&s&n
s&at& !l&ida /olek&l-molek&l ang membent&k s&at& !l&ida saling gesek menggesek ketika !l&ida
terseb&t mengalir ,ada 9at ;air $iskositas disebabkan karena adana gaa kohesi (gaa tarik menarik
antara molek&l seenis) sedangkan dalam 9at gas $iskositas disebabkan oleh t&mb&kan antara
molek&l l&ida ang memiliki $iskositas ada dalam kehid&pan sehari-hari diseb&t !l&ida seati ang
memiliki si!at seperti dapat dimampatkan2 mengalami gesekan saat mengalir2 dan aliranna t&rb&len
Nilai $iskositas !l&ida berbeda men&r&t enis material tempat !l&ida terseb&t mengalir +ingkat
kekentalan s&at& !l&ida &ga dipengar&hi oleh !l&ida ang dig&nakan2 l&as penampang2 obek ang
dig&nakan2 serta temperat&r
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
46/47
DAFTAR PUSTAKA
Atkins2 ,eter e ,a&la2 %&lio (#006) 5hysical Chemisry -igh -diion. Ne
-
8/15/2019 Makalah Kimia Fisika Selesai
47/47