96
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X
2. Volume Molar Gas
Menurut Amedeo Avogadro: pada suhu dan tekanan tertentu, setiap gas yang volumenya sama mengandung jumlah molekul yang sama
. Artinya, gas apapun selama volumenya sama dan diukur pada P dan T yang sama
akan mengandung jumlah molekul yang sama. Jika jumlah molekul gas sebanyak tetapan Avogadro L= 6,02 × 10
23
molekul maka dapat dikatakan jumlah gas tersebut adalah satu mol.
Berdasarkan perhitungan yang mengacu pada Hukum Avogadro, pada 0°C dan 1 atm STP, Standard Temperature and Pressure, volume
satu mol gas adalah 22,4 liter. Volume satu mol gas ini dikenal dengan volume molar gas
, disingkat V
m
.
NO
2
NH
3
CO CH
4
Zat Berat g
46 17
28 17
Mol
1 1
1 1
Volume L
22,4 22,4
22,4 22,4
Jumlah Molekul
6,02 × 10
23
6,02 × 10
23
6,02 × 10
23
6,02 × 10
23
Tabel 5.4
Volume Molar Gas Beberapa Zat pada Keadaan STP
3. Volume Molar Gas Non-STP
Bagaimana menentukan volume suatu gas pada keadaan tidak standar? Untuk menentukan volume gas pada suhu dan tekanan tertentu
dapat dihitung menggunakan persamaan gas ideal. Persamaan gas ideal adalah suatu persamaan yang diturunkan
berdasarkan asumsi para pakar kimia dengan mengacu pada hasil-hasil percobaan seperti Charles, Amonton, Boyle, dan Gay-Lussac.
Sekilas Kimia
Hukum Boyle: Hubungan Tekanan dan Volume
Robert Boyle 1627–1691 adalah seorang kimiawan Inggris.
Pada abad ke-17, Boyle mempelajari sifat gas-gas secara sistematis dan
kuantitatif. Boyle menyelidiki hubungan antara tekanan dan
volume suatu sampel gas dengan menggunakan peralatan seperti
yang ditunjukkan pada gambar.
Mula-mula dilakukan penekanan pada gas dengan menambahkan
merkuri Hg pada tabung, yang tekanannya sama dengan tekanan
atmosfer. Peningkatan tekanan ditunjukkan oleh merkuri dengan
level berbeda pada dua kolom. Ketika percobaan, temperatur gas
dijaga konstan.
Dari percobaan Boyle tersebut, diketahui bahwa volume gas V
berbanding terbalik dengan tekanan P pada suhu tetap T konstan.
V
∝
1 P
Sumber:
Chemistry, 1994 Tekanan gas sama dengan tekanan atmosfer.
Ketika merkuri ditambahkan secara bertahap, volume gas
semakin berkurang sesuai dengan perkiraan Hukum Boyle.
Penerapan Volume Molar Gas
a. Berapa volume 16 g gas O
2
yang diukur pada keadaan STP? Diketahui M
r
O
2
= 32. b.
Berapa jumlah molekul N
2
yang terdapat dalam 5,6 L gas N
2
diukur pada keadaan STP?
Jawab a.
Massa molar O
2
= 32 g mol
–1
Jumlah mol O
2
=
−1
16 g 32 g mol
= 0,5 mol Pada STP, volume molar O
2
= 22,4 L mol
–1
, maka volume 0,5 mol O
2
= 0,5 mol × 22,4 L mol
–1
= 11,2 L Jadi, volume untuk 16g O
2
pada STP = 11,2 L b.
Pada STP, volume molar N
2
= 22,4 L mol
–1
Jumlah mol N
2
dalam 5,6 L =
−1
5,6 L 22,4 L mol
= 0,25 mol. Jumlah molekul N
2
dalam satu mol = 6,02 × 10
23
. Jumlah molekul N
2
dalam 0,25 mol = 0,25 mol × 6,02 × 10
23
molekulmol = 1,505 × 10
23
molekul. Jadi, jumlah N
2
dalam 5,6 L = 1,505 × 10
23
molekul
Contoh
5.12
b c
d h
h h
Gas a
Di unduh dari : Bukupaket.com
97
Hukum Dasar dan Perhitungan Kimia
Hukum Charles menyatakan bahwa: pada tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.
Secara matematis dirumuskan sebagai: V
≈
T Hukum Amonton menyatakan bahwa: pada volume tetap, tekanan gas
berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. Secara matematis dirumuskan sebagai:
P
≈
T Boyle dan Gay-Lussac menggabungkan ketiga besaran gas tekanan,
suhu, dan volume menghasilkan persamaan berikut: PV
≈
T Menurut Avogadro, persamaan tersebut dapat ditulis sebagai:
PV = RT
R adalah tetapan molar gas yang tidak bergantung pada P, T, dan V,
tetapi hanya bergantung pada jumlah mol gas. Menurut percobaan, nilai R
= 0,082 L atm mol
–1
K
–1
. Berdasarkan uraian tersebut, persamaan gas ideal dapat ditulis sebagai
berikut. PV = nRT
Keterangan: P
= Tekanan atm V
= Volume L T
= Suhu mutlak K n
= Jumlah partikel mol R
= Tetapan gas L atm mol
–1
K
–1
= 0,082 L atm mol
–1
K
–1
Carilah informasi dari media internet dan perpustakaan tentang cara menimbang dan menentukan volume balon gas sebelum dan sesudah diisi dengan gas
hidrogen.
Kegiatan Inkuiri
Penerapan Pesamaan Gas Ideal
Berapa volume gas H
2
yang terdapat dalam balon pada 27°C jika tekanan H
2
2 atm dan beratnya 0,5 g? Diketahui: R = 0,082 L atm mol
–1
K
–1
.
Jawab Untuk menentukan volume H
2
, pertama menghitung jumlah molnya, kemudian menghitung volume gas H
2
melalui persamaan untuk gas ideal PV = nRT. Jumlah mol H
2
=
−1
0,5 g 2 g mol
= 0,25 mol. Volume H
2
pada 27°C dan 1 atm: PV
= nRT V
=
1 1
n 0,25mol 0,082 L atm mol K 300K
= 2 atm
RT P
− −
= 3,075 L
Contoh
5.13
Kata Kunci
• Persamaan gas ideal
• Tekanan tetap
Di unduh dari : Bukupaket.com
98
Mudah dan Aktif Belajar Kimia untuk Kelas X
D. Perhitungan Kimia
Kategori