6 dan gerakan molekul penyusun zat Gambar 1. 7. Molekul-molekul
wuj ud gas mempunyai susunan yang berj auhan dan set iap molekul bebas bergerak. Cairan dan padat an mempunyai susunan molekul yang
berdekat an, dimana pada cairan, molekul masih bisa bergerak dengan bebas, sement ara molekul pada padat an t idak bebas bergerak at au
t et ap pada posisinya. Cont oh :
Air mempunyai wuj ud cair pada suhu ruang, akan berubah wuj udnya menj adi padat apabila didinginkan, dan menj adi gas apabila
dipanaskan. Ini merupakan perubahan f isika karena t idak menghasilkan mat eri dengan sif at yang baru
a b
c
Gambar 1. 7 Susunan molekul: a gas, b cair, dan c padat , sert a perubahan wuj udnya
1. 3. 1 Keadaan gas
Ciri-ciri gas :
¾
Gas mempunyai susunan molekul yang berj auhan, kerapat an rendah t idak memiliki volume dan bent uk t et ap selalu bergerak
dengan kecepat an t inggi
¾
Campuran gas selalu unif orm serba sama
¾
Gaya t arik-menarik ant arpart ikel dapat diabaikan.
¾
Laj u suat u part ikel selalu berubah-ubah t api laj u rat a-rat a part ikel-part ikel gas pada suhu t ert ent u adalah konst an
¾
Gas dapat dimampat kan
Wuj ud dari mat eri t ergant ung pada
keadaan sekit arnya
7
¾
Gas dapat dalam bent uk at om t unggal sepert i golongan gas mulia He, Ar, Xe, diat omic H
2
, O
2
, F
2
, dan senyawa NO, CO
2
, H
2
S Gambar 1. 8.
Gambar 1. 8 Bent uk gas: t unggal, diat omik, dan senyawa
Udara
Susunan udara baru diket ahui pada akhir abad ke-18 sewakt u Lavoisier, Priest ly, dan lainnya menunj ukkan bahwa udara t erut ama
t erdiri at as dua zat : oksigen dan nit rogen. Oksigen dicirikan oleh kemampuannya mendukung kehidupan.
Hal ini dikenali j ika suat u volume oksigen habis dengan membakar lilin pada t empat t ert ut up, misalnya, dan nit rogen yang t ersisa t idak
lagi dapat mempert ahankan hewan hidup. Lebih dari 100 t ahun berlalu sebelum udara direanalisis secara cermat , yang menunj ukkan
bahwa oksigen dan nit rogen hanya menyusun 99 dari volume t ot al, dan sebagian besar dari 1 sisanya adalah gas baru yang disebut
“ argon” . Gas mulia lainnya helium, neon, krypt on, dan xenon ada di udara dalam j umlah yang j auh lebih kecil. Tabel 1. 1 merupakan
komposisi udara.
Ada beberapa j enis gas lain yang dij umpai pada permukaan bumi. Met ana CH
4
dihasilkan lewat proses bakt eri, t erut ama di daerah rawa. Met ana merupakan penyusun pent ing dalam deposit gas
alam yang t erbent uk selama j ut aan t ahun lewat pelapukan mat eri t umbuhan di bawah permukaan bumi. Gas dapat j uga t erbent uk dari
reaksi kimia.
Gambar 1. 9 Ant oine Laurent Lavoisier
Atom tunggal
Molekul diatomik
Senyawa
8 Tabel 1. 1 Komposisi Udara
Hukum-hukum Gas
Empat variabel yang menggambarkan keadaan gas:
o
Tekanan P
o
Volume V
o
Temperat ur T
o
Jumlah mol gas, mol n
Hukum-hukum Gas : Boyle, Charles dan Gay-Lussac, Amont on, Avogadro, Dalt on, Gas ideal, Kinet ika, Gas Nyat a.
1 Hukum Boyle
Robert Boyle Gambar 1. 10 pada t ahun 1622 melakukan percobaan dengan menggunakan udara. Ia menyat akan bahwa volume
sej umlah t ert ent u gas pada suhu yang konst an berbanding t erbalik dengan t ekanan yang dialami gas t ersebut Gambar 1. 11.
Gambar 1. 10 Robert Boyle
Penyusun Rumus Fraksi
Volume Nit rogen
N
2
0. 78110 Oksigen O
2
0. 20953 Argon Ar 0. 00934
Karbon Dioksida CO
2
0. 00034 Neon
Ne 1. 82 x 10
-5
Helium He 5. 2
x 10
-6
Met ana CH
4
1. 5 x
10
-6
Kript on Kr 1. 1
x 10
-6
Hidrogen H
2
5 x 10
-7
Dinit rogen oksida N
2
O 3 x 10
-7
Xenon Xe 8. 7
x 10
-8
Gas merupakan salah sat u wuj ud
dari mat eri yang mempunyai sif at -
sif at t ert ent u
9 Hubungan t ersebut dikenal sebagai
Hukum Boyl e, secara mat emat is dapat dinyat akan sebagai berikut :
P V
1 |
at au PV = konst an
V = volume P = t ekanan
Persamaan diat as berlaku unt uk gas-gas yang bersif at ideal. Cont oh :
Silinder panj ang pada pompa sepeda mempunyai volume 1131 cm
3
dan diisi dengan udara pada t ekanan 1, 02 at m. Kat up keluar dit ut up dan
t angkai pompa didorong sampai volume udara 517 cm
3
. Hit unglah t ekanan di dalam pompa.
Gambar 1. 11 Kurva hubungan ant ara P – V dan 1 P – V Penyelesaian :
Perhat ikan bahwa suhu dan j umlah gas t idak dinyat akan pada soal ini, j adi nilainya 22, 414 L at m t idak dapat digunakan unt uk
t et apan C. bagaimanapun, yang diperlukan adalah pengandaian bahwa suhu t idak berubah sewakt u t angkai pompa didorong. Jika
P
1
dan P
2
merupakan t ekanan awal dan akhir, dan V
1
dan V
2
adalah volume awal dan akhir, maka:
P
1
. V
1
= P
2
. V
2
