Nama: Sicilya Ruth YudhikaNIM: 140405092Jurusan: Teknik Kimia

Hukum-Hukum Dasar dalam Teknik Kimia

1. Hukum Awal(Zeroth Law) Termodinamika

Hukum ini menyatakan bahwa dua sistem dalam keadaan setimbang dengan sistem ketiga, maka ketiganya dalam saling setimbang satu dengan lainnya.Kondisi ini dapat digambarkan sebagai berikut:

2. Hukum Kekekalan Massa

Hukum kekekalan massa atau dikenal juga sebagai hukumLomonosov-Lavoisieradalah suatu hukum yang menyatakanmassadari suatusistem tertutupakan konstan meskipun terjadi berbagai macam proses di dalam sistem tersebut(dalam sistem tertutup Massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama (tetap/konstan) ). Pernyataan yang umum digunakan untuk menyatakan hukum kekekalan massa adalah massa dapat berubah bentuk tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan.Logam merkuri + Gas oksigen Merkuri oksida92,6 gram 7,4 gram 100 gram

3. Hukum Hess

Hukum Hess adalah sebuah hukum dalam kimia fisik untuk ekspansi Hess dalam siklus Hess. Hukum ini digunakan untuk memprediksi perubahanentalpidari hukumkekekalan energi(dinyatakan sebagai fungsi keadaan H).

4. Hukum RaoultBunyi hukum Raoult yang berkaitan dengan penurunan tekanan uap adalah sebagai berikut.a. Penurunan tekanan uap jenuh tidak bergantung pada jenis zat yang dilarutkan, tetapi tergantung pada jumlah partikel zat terlarut.b. Penurunan tekanan uap jenuh berbanding lurus dengan fraksi mol zat yang dilarutkan.Hukum Raoult tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:P = penurunan tekanan uap jenuh pelarutXB = fraksi mol zat terlarutP = tekanan uap pelarut murni5. Hukum Pertama termodinamika

Hukum pertama termodinamikaadalah suatu pernyataan mengenai hukum universal darikekekalan energidan mengidentifikasikan perpindahanpanassebagai suatu bentuk perpindahanenergi. Pernyataan paling umum dari hukum pertamatermodinamikaini berbunyi:Kenaikanenergi internaldari suatusistem termodinamikasebanding dengan jumlahenergi panasyang ditambahkan ke dalam sistem dikurangi dengankerjayang dilakukan oleh sistem terhadaplingkungannya.Q = W + (U2-U1)6. Hukum Backman dan RaoultHukum Backman dan Raoult bahwa penurunan titik beku dan kenaikan titik didih berbanding langsung dengan molalitas yang terlarut di dalamnya.Hukum tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut.Tb=mxKf Tf =m x Kf

Keterangan:Tb= kenaikan titik didihKb = tetapan kenaikan titik didih molalTf= penurunan titik bekuKf = tetapan titik beku molalm = molalitas

Syarat Hukum Backman dan Raoult adalah sebagai berikut:a. Rumus di atas berlaku untuk larutan nonelektrolit.b. Tb tidak berlaku untuk larutan yang mudah menguap.c. Hanya berlaku untuk larutan yang sangat encer, pada larutan yang pekat terdapat penyimpangan.7. Hukum Vant HoffGaya yang diperlukan untuk mengimbangi desakan zat pelarut yang mengalir melalui selaput semipermeabel ke dalam larutan disebut tekanan osmosis larutan. Hubungan tekanan osmosis dengan kemolaran larutan oleh Vant Hoff dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan: = tekanan osmosis (atm)M= molaritas (mol/liter)T = suhu mutlak (K)R = ketetapan gas (0,082) L.atm.mol1K1Hukum Vant Hoff ini hanya berlaku pada larutan nonelektrolit.8. Hukum Gas IdealDefinisi mikroskopik gas ideal, antara lain:1. Suatu gas yang terdiri dari partikel-partikel yang dinamakan molekul.2. Molekul-molekul bergerak secara serampangan dan memenuhi hukum-hukum gerak Newton.3. Jumlah seluruh molekul adalah besar4. Volume molekul adalah pecahan kecil yang diabaikan dari volume yang ditempati oleh gas tersebut.5. Tidak ada gaya yang cukup besar yang beraksi pada molekul tersebut kecuali selama tumbukan.6. Tumbukannya elastik (sempurna) dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat.

Gambaran Gas IdealApabila jumlah gas dinyatakan dalam mol (n), maka suatu bentuk persamaan umum mengenai sifat-sifat gas dapat diformasikan. Sebenarnya hukum Avogadro menyatakan bahwa 1 mol gas ideal mempunyai volume yang sama apabila suhu dan tekanannya sama. Dengan menggabungkan persamaan Boyle, Charles dan persamaan Avogadro akan didapat sebuah persamaan umum yang dikenal sebagai persamaan gas ideal.

atau PV = nRTR adalah konstanta kesebandingan dan mempunyai suatu nilai tunggal yang berlaku untuk semua gas yang bersifat ideal. Persamaan di atas akan sangat berguna dalam perhitungan-perhitungan volume gas.9. Hukum Pertama NewtonHukum Pertama newton: setiap benda akan memilikikecepatanyang konstan kecuali ada gaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut.[2][3][4]Berarti jikaresultan gayanol, makapusat massadari suatu benda tetap diam, atau bergerak dengankecepatankonstan (tidak mengalami percepatan). Hal ini berlaku jika dilihat darikerangka acuan inersial.F = 0

10. Hukum Kedua NewtonHukum Kedua: sebuah benda denganmassaM mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalamipercepatana yangarahnyasama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama denganturunandarimomentum linearbenda tersebut terhadapwaktu.F = m a11. Hukum Ketiga NewtonHukum Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua benda memiliki besar yang sama, dengan arah terbalik, dan segaris. Artinya jika ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi gaya sebesar F kepada benda A. F dan F memiliki besar yang sama namun arahnya berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut sebagaiaksidan F adalahreaksinya.Faksi= Freaksi12. Hukum Fick Pertama

Menyatakan:Sejumlahmassayang mengalir melalui satu satuan penampangmelintang dari suatu pembatas dalam satusatuan waktu berbanding lurus denganperbedaan konsentrasiJ = dM/S dt

13. Hukum Fick KeduaMenyatakan: perubahan konsentrasi terhadap waktu dalam daerah tertentu adalah sebanding dengan perubahan dalam perbedaan konsentrasi pada titik dalam sistem tersebut.14. Hukum AvogardoPada suhu dan tekanan yang sama, gas-gas yang volumenya sama mengandung jumlah mol yang sama. Dari pernyataan ini ditentukan bahwa pada keadaan STP (0o C 1 atm) 1 mol setiap gas volumenya 22.4 liter volume ini disebut sebagai volume molar gas.

15. Kesetimbangan kimia

Keadaan setimbang adalah suatu keadaaan dimana konsentrasi seluruh zat tidak lagi mengalami perubahan, sebab zat-zat diruas kanan terbentuk dan terurai kembali dengan kecepatan yang sama. Keadaan kesetimbangan ini bersifat dinamis, artinya reaksi terus berlangsung dalam dua arah dengan kecepatan yang sama. Pada keadaan kesetimbangan tidak mengalami perubahan secara mikrokopis (perubahan yang dapat diamati atau diukur). Kesetimbangan kimia dibedakan atas kesetimbangan homogen dan kesetimbangan heterogen. Pada kesetimbangan homogen semua zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang sama ada dalam bentuk gas, larutan. Sedangkan kesetimbangan heterogen semua zat-zat yang ada dalam sistem kesetimbangan memiliki fase yang berbeda dalam bentuk padat-gas, padat-larutan.

16. Hukum Pascal

Ketika pengisap kecil kamu dorong maka pengisaptersebut diberikan gaya sebesar F1 terhadap luas bidangA1, akibatnya timbul tekanan sebesar p1. Menurut Pascal,tekanan ini akan diteruskan ke segala arah dengan sama ratasehingga tekanan akan diteruskan ke pengisap besar dengansama besar. Dengan demikian, pada pengisap yang besar punterjadi tekanan yang besarnya sama dengan p1. Tekanan inimenimbulkan gaya pada luas bidang tekan pengisap kedua(A2) sebesar F2 sehingga kamu dapat menuliskan persamaansebagai berikut.

Jadi, gaya yang ditimbulkan pada pengisap besaradalah:

Dari Persamaan, dapat disimpulkan bahwa untukmendapatkan efek gaya yang besar dari gaya yang kecil, makaluas penampangnya harus diperbesar. Inilah prinsip kerjasederhana dari alat teknik pengangkat mobil yang disebutpompa hidrolik.

17. Hukum Kirchoff I

Hukum Kirchoff I berbunyijumlah aljabar dari arus yang menuju/ masuk dengan arus yang meninggalkan/keluar pada satu titik sambungan/cabang sama dengan nol Sebagai contoh dapat digambarkan melalui Gambar berikut ini. Hukum tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :

S i = 0i1+ i2+ i3- i4 i5= 0dimana: Arus yang masuk (i1, i2, i3) diberi tanda positif. Arus yang keluar (i4dan i5) diberi tanda negatif

18. Hukum Kirchoff II

Hukum II Kirchoff adalah hukum kekekalan energi yang diterapkan dalam suatu rangkaian tertutup. Hukum ini menyatakan bahwa jumlah aljabar dari GGL (Gaya Gerak Listrik) sumber beda potensial dalam sebuah rangkaian tertutup (loop) sama dengan nol.

19. Hukum Boyle-Gay lusacHukum ini merupakan perluasan hukum terdahulu dan diturunkan dengan keadaan harga n = n2 sehingga diperoleh persamaan:P1. V1/ T1= P2. V2/ T2

20. Azas Le ChatelierAzas Le Chatelier menyatakan:Bila pada sistem kesetimbangan diadakan aksi, maka sistem akan mengadakan reaksi sedemikian rupa sehingga pengaruh aksi itu menjadi sekecil-kecilnya.Perubahan dari keadaan kesetimbangan semula ke keadaan kesetimbangan yang baru akibat adanya aksi atau pengaruh dari luar itu dikenal dengan pergeseran kesetimbangan.Bagi reaksi:A + B C + D

21. Azas BlackBunyi Asas Black adalah sebagai berikut:"Pada pencampuran dua zat dalam sistem tertutup terisolasi, banyaknya kalor yang dilepas zat yang suhunya lebih tinggi sama dengan banyaknya kalor yang diterima zat yang suhunya lebih rendah"Secara umum rumus Asas Black adalahQlepas= Qterima22. Hukum Archimedes

Besarnya gaya apung ini bergantung pada banyaknya air yg didesak oleh benda tersebut. Semakin besar air yg didesak maka semakin besar pula gaya apungnya. Hasil penemuannya dikenal denganHukum Archimedesyg menyatakan bahwa apabila suatu benda dicelupkan ke dalam zat cair, baik sebagian atau seluruhnya, benda akan mendapat gaya apung (gaya ke atas) yg besarnya sama dengan berat zat cair yg didesaknya (dipindahkan) oleh benda tersebut. Secara matematis ditulis sebagai berikut.

dengan:= gaya apung (N), = massa jenis zat cair (kg/m3), V = volume zat cair yg didesak atau volume benda yg tercelup (m3), g = konstanta gravitasi atau percepatan gravitasi (m/s2).

Teori-Teori yang Berhubungan dengan Teknik Kimia1. Teori Kinetik Dalam benda yang panas, partikel-partikel bergerak lebih cepat dan karena itu memiliki energi yang lebih besar daripada partikel-partikel dalam benda yang lebih dingin. Teori Kinetik(atauteori kinetik pada gas) berupaya menjelaskan sifat-sifatmakroscopikgas, seperti tekanan, suhu, atau volume, dengan memperhatikan komposisimolekularmereka dangerakannya. Intinya, teori ini menyatakan bahwa tekanan tidaklah disebabkan oleh denyut-denyut statis di antara molekul-molekul, seperti yang didugaIsaac Newton, melainkan disebabkan olehtumbukanantarmolekul yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda.2. Teori Ikatan ValensiDalamkimia,teori ikatan valensiatauteori ikatan valens[1]menjelaskan sifatikatan kimiadalam suatumolekuldari sudutvalensiatom[2]. Teori ini menyimpulkan suatu aturan bahwa atom pusat dalam suatu molekul cenderung untuk membentuk ikatan elektron ganda sesuai dengan batasan geometris seperti kurang lebih ditentukan olehaturan oktet.3. Teori Fungsi KerapatanTeori fungsi kerapatan(DFT, Density functional theory) merupakan salah satu dari beberapa pendekatan populer untuk perhitunganstruktur elektronbanyak-partikel secaramekanika kuantumuntuk sistemmolekuldanbahan rapat. Teori Fungsi Kerapatan (DFT) adalah teorimekanika kuantumyang digunakan dalamfisikadankimiauntuk mengamati keadaan dasar dari sistem banyak partikel.4. Teori BETAsumsi :1. Permukaan Homogen2. Tidak ada interaksi antar adsorbat3. Layer pertama memiliki panas adsorpsi4. Layer kedua dan berikutnya memiliki panas kondensasi5. Layer paling atas berkesetimbangan dengan fasa uapnya6. Pada tekanan jenuh, jumlah layer menjadi tidak terbatasPada saat terjadi adsorpsi, penambahan tekanan menyebabkan penurunan luas permukaan adsorpsi, namun semakin tinggi tekanan sehingga p > p0akan menaikkan lagi adsorpsi

5. Teori Kondensasi Transisi. Teori ini dapat digunakan untuk menjelaskan secara rinci apa yang terjadi sewaktu partikel-partikel pereaksi bertumbukan.6. Fisik AdsorpsiJuga dikenal sebagai van der Waals adsorpsi adsorpsi fisik, itu adalah dengan adsorbat dan adsorben yang disebabkan oleh gaya antarmolekul, gaya ini juga disebut sebagai Van der Waals. Permukaan molekul adsorben tidak menyeimbangkan kekuatan penahan medan kekuatan untuk menarik molekul adsorbat gratis seperti itu disebabkan oleh hisap adsorpsi, kekuatan mengikat lemah, panas adsorpsi kecil, adsorpsi dan desorpsi kecepatan lebih cepat. Lebih cenderung untuk teradsorpsi substansi desorbed, sehingga adsorpsi fisik adalah reversibel. Seperti: karbon aktif adsorpsi banyak gas, gas yang akan teradsorpsi mudah dibebaskan tanpa risiko perubahan alam.7. Teory Eucken dan PolanyiAsumsi :1. Gaya adsorpsi bekerja pada jarak yang mampu melebihi dimensi monomolekul (layer pertama) dan bahwa gaya tersebut tidak benar-benar terlindung atau terhalangi oleh lapisan pertama adsorbat2. Memiliki karakter difusi3. Memiliki densitas adsorpsi yang bergantung jarak terhadap permukaan asorbent4. Bergantung pada potensial adsorpsinya () dan volume lapisan adsorpsi (Vs)8. Teori Dinamika fluidaTeori Dinamika Fluida adalah subdisiplin darimekanika fluidayang mempelajarifluidabergerak. Fluida terutamacairandangas. Penyelsaian dari masalah dinamika fluida biasanya melibatkan perhitungan banyak properti dari fluida, sepertikecepatan,tekanan,kepadatan, dansuhu, sebagai fungsi ruang dan waktu. Disiplini ini memiliki beberapa subdisiplin termasukaerodinamika(penelitian gas) danhidrodinamika(penelitian cairan).9. Theory HenryKondisi : Berlaku pada tekanan (P) rendah, monolayer, jumlah molekul teradsorp sesuai jumlah sisi aktiv adsorben.Theory LangmuirKondisi : Apabila tekanan > pada tekanan Henry, monolayer monomolecular, jumlah molekul teradsorp dapat melebihi jumlah sisi aktiv adsorben, adsorpsi pada layer pertama menghalangi gaya adsorpsi adsorbent untuk mengadsorp molekul lebih banyak lagi.10. Teori plogistonTeori Plogistan dicetuskan pada tahun 1667 olehJohann Joachim Becher. Teori itu mempostulatkan adanya elemen seperti api yang disebut "plogiston", yang terdapat dalam benda-benda yang dapat terbakar dan dilepaskan selamapembakaran. Teori ini dibuktikan salah pada tahun 1785 olehAntoine Lavoisier, yang akhirnya memberikan penjelasan yang benar tentang pembakaran.