Kimia Dasar Sistem Periodik

Tiga fasa materi : padat, cair dan gas

Gas dan Sifat Gas
Drs. Iqmal Tahir, M.Si.
iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

Tembaga

iqmal@ugm.ac.id

Perbandingan sifat materi di alam

Fase padat

Fase cair

Fase gas
iqmal@ugm.ac.id

Materi di alam

iqmal@ugm.ac.id

Sifat gas
•

Empat kuantitas untuk menyatakan keadaan gas:
A) Temperatur (Kelvin, K)
B) Jumlah molekul / partikel (mol, n)
C) Volume (liter, L)
D) Tekanan (atmosfer,
(atmosfer, atm)
atm)

iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

1

I. Tekanan – Ukuran gaya yang bekerja pada satuan luas.
force
P=
area

Barometer raksa
Diciptakan oleh Evangelista
Torricelli (1646) untuk mengukur
tekanan yang bekerja di atmosfer
bumi.

Satuan tekanan:
tekanan:
A) Sistem Inggris
760 mm Hg = 760 torr = 1 atm

Mengapa dipilih raksa bukan air?
Densitas raksa (13.53 g/cm3)
vs. density air (0.997 g/cm3).

Berapa tinggi barometer air pada
tekanan udara 1 atm ?

B) Sistim SI
pascal (Pa) = 1 newton / m2
1 bar = 100,000 Pa = 100 kPa
C) Inggris Æ SI
1 atm = 101,325 Pa = 101.3 kPa
iqmal@ugm.ac.id
1 atm = 1.013 bar = 760 mmHg

iqmal@ugm.ac.id

Grafik Hukum Boyle

II. Hukum Gas
A)

Hukum Boyle – Volume dari sejumlah
tertentu gas pada suatu temperatur

berbanding terbalik dengan tekanannya.
Robert Boyle (1627(1627-1691)
V∝

1
P

Secara matematik –
V = cB ⋅

1
P

⇒

PV = c B

Untuk sistem dengan perubahan P dan V :

Piqmal@ugm.ac.id

1V1 = P2V2

V∝

pada T & n konstan

B) Hukum Charles Jika sejumlah tertentu gas dijaga
pada tekanan konstan, volume gas
berbanding langsung dengan
temperatur gas.

1
P

iqmal@ugm.ac.id

B) Hukum Charles Jika sejumlah tertentu gas dijaga
pada tekanan konstan, volume gas
berbanding langsung dengan
temperatur gas.

Jacques Alexandre César
Charles (1746(1746-1823)

V ∝T
Jacques Alexandre César
Charles (1746(1746-1823)

Secara matematika –
V = cC ⋅ T

⇒

V
= cC
T

Untuk sistem dengan perubahan T dan V –

iqmal@ugm.ac.id

V1 V2
=
T1 T2

Pada P & n konstan

iqmal@ugm.ac.id

2

Gambaran Hukum Charles dan Titik nol Absolute

C) Hukum kombinasi Gas Law (Hukum umum Gas )

Hukum Charles

Hukum Boyle

V1 V2

=
T1 T2

P1V1 = P2V2

P1V1 P2V2
=
T1
T2
iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

D) Hukum Avogadro - Untuk gas dengan volume yang
sama pada temperatur dan tekanan
konstan akan memiliki jumlah
molekul yang sama.
sama.

Hukum Avogadro

V ∝n
Secara matematik –

V = cA ⋅ n

⇒

V
= cA
n

Untuk suatu sistem, perubahan n and V –

V1 V2
=
n1 n2
iqmal@ugm.ac.id

pada P & T konstan

iqmal@ugm.ac.id

Keadaan STP – Standard Temperature and Pressure

III. Hukum gas Ideal
Hukum Boyle

V∝

Hukum Charles

V ∝T

1
P

Hukum Avogadro

V ∝n

Temperatur Standar = 273.15 K (0°
(0°C)
Tekanan Standar = 1 atm
Pada keadaan STP, 1 mol gas menempati ruang 22.414 L (Standard
(Standard
Molar Volume)
Volume)

R=

V∝

Tn
P

L ⋅ atm

R = Konstanta Gas Universal = 0.08206mol ⋅ K

Secara matematik –

⎛ nT ⎞
V = R⎜
⇒
⎟
⎠
⎝ Piqmal@ugm.ac.id

PV
L ⋅ atm
(1 atm)(22.414 L)
=
= 0.08206
(1.0 mol)(273.15 K)
nT
mol ⋅ K

PV= nRT
iqmal@ugm.ac.id

3

Penentuan massa molar suatu gas dengan Hukum Gas ideal
n=

m
M

IV. Hukum Gas dan reaksi kimia

⎛m⎞
PV = ⎜ ⎟ RT
⎝M ⎠

⇒

Untuk reaksi umum:

aA (g) Æ bB (g) + cC (g)

Dengan : m = massa & M = massa molar

M=

So:

• Dengan a, b,& c adalah koefisien stoikiometri untuk spesies
A, B, & C, maka V, P, n, or T untuk setiap spesies dapat
dihitung dengan menggunakan hukum gas ideal.
ideal.

mRT
PV

Densitas dan hukum gas ideal

d=

m PM
=
V
RT

iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

V. Campuran Gas dan tekanan parsial

V.

Campuran Gas dan tekanan parsial

Hukum Dalton tentang tekanan parsial
Tekanan total dari suatu campuran gas sama
dengan jumlah dari tekanan parsial dari
masing-masing komponen gas..
John Dalton (1766 – 1844)

Secara matematik:

Ptotal = P1 + P2 + P3 ……
Pada V & T konstan, P tergantung dari n

iqmal@ugm.ac.id

Untuk campuran tiga macam gas A, B, & C
Dimana:
nA = jumlah mol gas A

iqmal@ugm.ac.id

Partial Pressure of a Gas Depends on the Mole Fraction of
the Gas
Mole Fraction (X i ) =

nB = jumlah mol gas B

ntotal

Dengan ni = # mol dari satu komponen gas dalam
campuran
Untuk campuran dengan komponen A, B, & C

nC = jumlah mol gas C
Dan :
ntotal = nA + nB + nC

XA =

Sehingga:

Ptotal = ntotal

ni

RT
V

iqmal@ugm.ac.id

nA
n
P
= A = A
n A + nB + nC ntotal Ptotal

Sehingga:

PA = XAPtotal
iqmal@ugm.ac.id

4

VI. Teori Kinetic Molekul

Gambaran umum:
umum:
1. Gas terdiri dari molekulmolekul-molekul yang terpisah jauh dibandingkan
dengan ukuran partikelnya.

• Molekul gas selalu berada
dalam gerakan yang kosntan
dan mengisi penuh volume
yang tersedia. Molekul saling
menumbuk dinding wadah
dengan gaya rerata pada
temperatur tertentu akibat
tekanan (f/
a) pada dinding.
(f/a)
dinding.

2. Gas selalu bergerak secara kontinyu, acak dan cepat.
3. Energi kinetik rerata (KE) sebanding dengan temperatur.

KE ∝ T dan

• Diffusi -

• Effusi -

1
mu 2
2

1

2
sehingga mu = CT
2

4. Gas saling menumbuk satu sama lain dan menumbuk dinding
tanpa kehilangan energi.

iqmal@ugm.ac.id

VII. Diffusi & Effusi

KE =

iqmal@ugm.ac.id

Hukum efusi Graham

Percampuran gradual dari
molekulmolekul-molekul dua atau
lebih senyawa gas yang
terjadi akibat gerakan
molekul yang acak.
Pergerakan molekul gas
melalui celah akibat
gerakan molekul yang
acak.

• laju efusi tergantung dari kecepatan
molekul atau atom.
3RT/(M of gas 1)
Rate of effusion of gas 1 rms for gas 1
=
=
Rate of effusion of gas 2 rms for gas 2
3RT/(M of gas 2)

• kecepatan molekul atau atom yang
bergerak berbanding terbalik dengan
massa molar dari partikel.

Thomas Graham (1805 - 1869)

Sehingga:

Rate of effusion of gas 1
molar mass of gas 2
=
Rate of effusion of gas 2
molar mass of gas 1
iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

5

iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

iqmal@ugm.ac.id

6