TUGAS KIMIA FISIKA

Sifat-sifat Gas (PVT)

NAMA KELOMPOK:

Andrea Devina 1406575393

Angelina 1406533522

Eviana 1406566685

Sangghadatu 1406569913

Kelompok 6

Jurusan Teknologi Bioproses

Fakultas Teknik

Universitas Indonesia

Depok

1

Daftar Isi LANDASAN TEORI .......................................................................................................................................... 2

I.1 Gas Ideal ........................................................................................................................................ 2

Keadaan Gas .......................................................................................................................................... 2

Tekanan ............................................................................................................................................. 2

Temperatur ....................................................................................................................................... 3

Hukum-Hukum Gas ........................................................................................................................... 3

Respon terhadap Tekanan ................................................................................................................ 4

Respons terhadap Temperatur ......................................................................................................... 5

Skala Temperatur Termodinamika .................................................................................................... 6

Asas Avogrado ................................................................................................................................... 6

Hukum Dalton ................................................................................................................................... 6

Fraksi Mol dan Tekanan Parsial......................................................................................................... 7

I.2 Gas Nyata ......................................................................................................................................... 7

Interaksi molekuler ........................................................................................................................... 7

Faktor pemampatan (kompresi) ....................................................................................................... 8

Koefisien virial ................................................................................................................................... 9

Temperatur Boyle ........................................................................................................................... 10

Pengembunan ................................................................................................................................. 11

Konstanta kritis ............................................................................................................................... 12

Persamaan van der wall .................................................................................................................. 12

PERSAMAAN GAS IDEAL DAN TEKANAN (P) GAS IDEAL .................................................................. 16

PENYELESAIAN SOAL/PROBLEM ................................................................................................................. 17

Menentukan Harga Z Untuk CH4 Murni pada 30 0C & 1500 Psia .................................................... 17

Menentukan Harga Z Untuk C2H6 Murni pada 30 0C & 1500 psia ................................................... 18

Menentukan Harga Z Untuk Campuran 30.02% CH4 & 69.98% C2H6 pada 30 0C & 1100 psia ........ 18

Penyelesaian Soal ............................................................................................................................ 20

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................................................... 24

2

BAB I

LANDASAN TEORI

I.1 Gas Ideal Untuk mempelajari sifat dasar suatu gas adalah dengan melalui volume, mol, tekanan, dan

juga temperatur. Ada persamaan keadaan yang mengubungkan volume, jumlah zat (mol), tekanan

dan temperatur setiap zat murni, dan hanya ada 3 variabel bebas yang diperlukan untuk

menyatakan keadaannya.

Keadaan Gas

Tekanan

Tekanan adalah gaya per satuan luas, dan makin besar gaya yang bekerja pada permukaan

tertentu, makin besar tekanannya. Satuan SI tekanan adalah pascal (Pa) dinyatakan sebagai 1

newton per meter persegi.

1 Pa = 1 Nm-2

1 bar = 100 kPa tepat

1 atm = 101,325 kPa tepat

Tekanan 1 bar adalah tekanan standar yang digunakan untuk melaporkan data termodinamika,

dan diberi tanda po

po = 1 bar tepat

Tekanan atmosfer diukur dengan barometer. Versi barometer asli adalah tabung raksa yang

dibalik, tinggi kolom raksa sebanding dengan tekanan luar. Tekanan suatu sampel gas dalam

sebuah wadah diukur dengan manometer. Dalam bentuknya yang paling sederhana, sebuah

manometer adalah pipa U yang diisi dengan sejumlah cairan yan tak mudah menguap. Tekanan

gas sebanding dengan perbedaan tinggi cairan pada kedua kolom.

3

Temperatur

Konsep temperatur muncul dari pengamatan terhadap energi,

yang dapat mengalir dari suatu zat ke zat lain, jika zat-zat itu bersentuhan.

“Temperatur” adalah sifat yang menunjukan arah aliran energi. Jadi, jika

energi mengalir dari A ke B, kita akan katakan bahwa A mempunyai

temperatur yang lebih tingg daripada B. Jika tidak ada energi yang

mengalir ketika A dan B bersentuham, kita katakan bahwa A dan B

mempunyai temperatur yang sama dan sudah mencapai keseimbangan

termal.

Hukum ke Nol termodinamika mengatakan bahwa jika A dalam

keseimbangan termal dengan B dan B dalam keseimbangan termal

dengan C maka C juga dalam keseimbangan termal dengan A. Hukum

ke nol adalah asas dalam pembuatan termometer. Termometer yaitu alat

yang menunjukkan perubahan temperatur dengan perubahan sifat fisik.

Hubungan antara nilai numerik temperatur terhadap sifat yang

diilih untuk memantaunya berubah-ubah. Pada masa awal termometri,

temperatur dihubungkan dengan panjang kolom cairan, dan perbedaan

panjang yang terlihat sewaktu termometer mula-mula disentuhkan

dengan es meleleh dan kemudian dengan air mendidih dibagi menjadi 100 tahap yang disebut

derajat, dan titik terendah diberi label 0. Hal ini mengarah kepada skala celcius. Namun demikian,

karena cairan yang berbeda memuai dengan cara yang berbeda pula, dan tidak selalu memuai pada

jarak tertentu, maka termometer yang dibuat dari bahan yang berbeda memperlihatkan nilai

numerik temperatur yang berbeda antara titik-titik tetapnya. Namun demikian, tekanan gas pada

volume tetap dapat digunakan untuk membuat skala temperatur yang hampir tidak bergantung

pada identitas gas. Keseragaman yang dekat ini menjadi tepat sewaktu rapatan gas berkurang

sampai nol. Keseragaman ini memungkinkan kita membuat skala temperatur termodinamika.

Temperatur pada skala termodinamika (Kelvin) diberi notasi T. Jika kita akan menyatakan

temperatur dengan skala Celcius, digunakan lambang . Kedua skala dihubungkan dengan :

T/K = /oC + 273,15 tepat atau 0oC + 273 K

Hukum-Hukum Gas

Banyak pengukuran gas memperlihatkan bahwa pada tekanan rendah, tekanan, volume,

temperatur, dan jumlah gas yang dihubungkan dengan pernyataan.

pV=nRT (1)o

dimana konstanta gas R sama untuk setiap gas. Persamaan tersebut disebut dengan persamaan

keadaan gas sempurna. Persamaan (1)o cukup dipenuhi oleh kebanyakan gas pada temperatur dan

Gambar 1.1 Aliran Panas

4

tekanan kamar. Persamaan (1)o adalah hukum pembatas dengan pengertian bahwa semua gas

mematuhinya pada batas tekanan nol. Gas yang mematuhi persamaan tersebut adalah gas

sempurna atau gas ideal. Gas nyata adalah gas sebenarnya seperti hidrogen, oksigen, atau udara

yang tidak mematuhi persamaan diatas dengan tepat kecuali pada batas tekanan nol. Jika suatu

persaman hanya berlaku untuk gas yang sempurna, kita bubuhkan o pada nomor persamaannya.

Nilai konstanta gas dapat diperoleh dengan mengevaluasi pV/nT untuk gas pada batas

tekanan nol. Namun demikian, nilai yang lebih tepat dapat diperoleh dengan mengukur kecepatan

suara di dalam gas tekanan rendah dan mengeksplorasikan nilainya ke tekanan nol :

R = 8,314 JK-1 mol-1

Respon terhadap Tekanan

PV = tetap (pada n, T tetap) (2) o

Hukum yang mula-mula diajukan oleh Robert Boyle pada tahun 1622, yang bertindak atas

saran asistennya, John Townley, ini membuktikan bahwa pada temperatur tetap, volume sejumlah

tertentu gas berbanding terbalik dengan tekanannya.

Setiap kurva dalam gambar menunjukkan pada satu temperatur tunggal, dan karenanya

disebut isoterm. Menurut Hukum Boyle isoterm gas-gas membentuk hiperbola, dimana gas nyata

hanya mempunyai isoterm hiperbola limit p0. Hukum Boyle digunakan untuk meramalkan

tekanan gas jika volumenya berubah. Jika nilai mula-mula tekanan dan volume adalah p1 dan V1,

dan karena hasil pV tetap, nilai akhir p2 dan V2 harus memenuhi.

p2V2=p1V1 (pada n, T tetap) (3)o

Gambar 1.2 Hubungan Temperatur-Volume

5

Penjelasan molekuler hukum Boyle dapat ditelusuri pada kenyataan bahwa bila jika

volume ruang suatu sampel dikurangi setengahnya, maka ada dua kali jumlah molekul per satuan

volume. Dua kali jumlah molekul menabrak dinding pada jangka waktu tertentu, sehingga gaya

rata-rata yang ditimbulkannya berlipat dua. Karenanya, jika volume menjadi separuhnya, tekanan

gas menjadi dua kali lipat, dan 𝑝 × 𝑉 merupakan konstanta. Lagi pula, pada tekanan sangat rendah,

molekul-molekul terpisah sangat jauh sehingga secara rata-rata mereka saling mengarahkan gaya

yang tak berarti terhadap yang lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa hukum itu bersifat universal

dalam pengertian berlaku terhadap gas apapun tanpa merujuk pada komposisi kimianya.

Respons terhadap Temperatur

Kasus khusus lain dari hukum gas sempurna diperoleh dengan membuat tetap tekanan p

dan jumlah n dari gas. Ini menghasilkan hukum Gay Lussac.

VT (pada n, p tetap) (4a)o

pT (pada n, V tetap) (4b)o

Kedua persamaan ini dapat digunakan untuk meramalkan volume gas sempurna sewaktu sejumlah

tertentu gas tersebut dipanaskan pada tekanan tetap atau pada volume tetap, sehngga persamaan

tersebut menunjukkan bahwa 𝑉1

𝑉2=

𝑇1

𝑇2 (𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑛, 𝑝 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝)(5a)o

𝑃1

𝑃2=

𝑇1

𝑇2 (𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑛, 𝑉 𝑡𝑒𝑡𝑎𝑝)(5b)o

Penjelasan molekular Gay Lussac terletak pada kenyataan bahwa menaikkan temperatur gas akan

menambah kecepatan rata-rata molekulnya. Molekul ini sering bertabrakan dengan dinding dan

dengan pengaruh yang lebih kuat. Karenanya gas tersebut melakukan gaya rata-rata yang lebih

besar pada dirinya sendiri dan kemudian melakukan tekanan yang lebih besar.

Satu-satunya keadaan yang

memungkinkan adanya gas sempurna adalah

keadaan pada permukaan tersebut. Gas nyata

bisa terdapat pada berbagai keadaan yang

berbeda dari keadaan gas sempurna dan

digambarkan dengan permukaan p, V, T dalam

bentuk yang berbeda-beda, tetap permukaan

akan sama dengan permukaan gas sempurna

pada tekanan rendah.

Gambar 1.3 Daerah permukaan p,V,T sejumlah gas

sempurna. Titik-titik yang membentuk permukaan

menunjukkan keadaan gas yang mungkin ada.

6

Skala Temperatur Termodinamika

Temperatur dapat diukur dengan termometer gas volume- tetap dengan membandingkan

tekanan gas yang ada di dalamnya sewaktu termometer tersebut berhubungan dengan termal

dengan sampel yang diperiksa dengan tekanan yang sudah standar. Standar yang diambil adalah

air pada titik tripel, keadaan unik temperatur dan tekanan ketika es, air, dan uap air ada dalam

keseimbangan. Temperatur titik tripel ditentukan sebagai T3=273,16 K tepat.

Jika tekanan yang diukur ketika termometer gas bersentuhan dengan sampel adalah p, dan

tekanan ketika termometer tersebut pada temperatur titik tripel air, T3 adalah p3, maka temperatur

sampel adalah T(p/p3)T3. Nilai ini akan berlaku jika gas bersifat sempurna, sehingga kemudian

didasarkan pada pengurangan jumlah gas dalam termometer, dan hasilnya diekstrapolasikan pada

tekanan nol. Lalu temperatur termodinamika ditentukan dengan

𝑇 = lim𝑝→0

𝑇(𝑝)𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑇(𝑝) =𝑝

𝑝3× 𝑇3 𝑑𝑎𝑛 𝑇3 = 273,16 𝐾

Asas Avogrado

Menurut persamaan sebelumnya, pada tekanan dan temperatur tetap, volume gas sempurna

sebanding dengan jumlah gas yang ada

Vn (pada p, T tetap)

Pernyataan ini adalah kandungan utama dari asas yang dinyatakan oleh Amedeo Avogadro,

yaitu volume yang sama dari gas pada tekanan dan temperatur sama mengandung jumlah molekul

yang sama. Asasnya menunjukkan bahwa Vm suatu gas yaitu volume yang ditempatinya per mol

molekul harus sama untuk semua gas selama temperatur dan tekanan bertingkah laku sempurna.

𝑉𝑚 =𝑉

𝑛

𝑉𝑚 =𝑅𝑇

𝑝(6)

Dua kondisi ini digunakan sebagai kondisi standar. Kondisi pertama adalah temperatur dan

tekanan standar (STP), yang sesuai dengan 0oC dan 1 atm. Kondisi kedua adlah temperatur dan

tekanan kamar standar (STAP) yang sesuai dengan 25oC dan 1 bar. Jika setiap kumpulan nilai

disubtitusikan ke dalam persamaan, maka didapat

STP : Vm = 22,414 Lmol-1

SATP : Vm=24,790 Lmol-1

Hukum Dalton

7

Pada abad ke-19 John Dalton, membuat pengamatan yang dihasilkan jawabannya dan

meringkasnya dalam sebuah hukum yang berbunyi “Tekanan yang dilakukan oleh campuran gas

sempurna adalah jumlah tekanan yang dilakukan oleh masing-masing gas tersebut yang secara

sendiri menempati volume yang sama.” Bila sejumlah nA gas sempurna A menempati wadah

dengan volume V pada temperatur T tekanannya adalah pA=nA (RT/V). Jika sejumlah nB gas

sempurna lain B menempati wadah tersebut tekanannya adalah pB=nB (RT/V). Jika keduanya

bersama-sama, Hukum Dalton menunjukkan bahwa tekanan total

p=pA + pB

Jika terdiri dari banyak gas maka,

p = pA + pB +pC +.....=∑ 𝑝𝐽𝐽 dengan pJ =𝑛𝐽𝑅𝑇

𝑉 (7)o

Fraksi Mol dan Tekanan Parsial

Fraksi Mol J dalam suatu campuran adalah jumlah mol dari molekul J yang ada (nJ)

dinyatakan sebagai fraksi jumlah total mol dari molekul (n) dalam sampel :

𝑥𝐽 =𝑛𝐽

𝑛 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝑛 = 𝑛𝐴 + 𝑛𝐵 + ⋯(8a)

Berdasarkan definisi xJ bagaimanapun kondisi campurannya,

𝑥𝐴 + 𝑥𝐵 + ⋯ = ∑ 𝑥𝐽𝐽 = 1(8b)

Untuk menentukan tekanan parsial pJ dari gas campuran, sebagai

pJ=xJ p (8c)

dengan p adalah tekanan total campuran. Tekanan parsial dari campuran biner menyumbang ke

tekanan total sewaktu fraksi mol satu komponen bertambah dari 0 dengan 1.

Tekanan parsial didefinisikan sebanding dengan fraksi mol dan karenanya perlu

dijumlahkanbersama untuk menghasilkan tekanan total. Namun demikian, dalam hal campuran

gas sempurna, tekanan parsial adalah juga tekanan yang akan dikerahkan oleh suatu gas jika gas

itu berada sendirian dalam wadah itu. Untuk memperlihatkan ini, kita tentukan p=nRT/V dan xJ

=nJ/n ke dalam persamaan pJ=xJp, sehingga diperoleh

𝑝𝐽 =𝑛𝐽

𝑛×

𝑛𝑅𝑇

𝑉=

𝑛𝐽𝑅𝑇

𝑉

I.2 Gas Nyata

Interaksi molekuler

8

Gas nyata berbeda dari gas ideal karena tidak mematuhi dengan tepat hukum gas ideal. Gas nyata

memperlihatkan penyimpangan karena terdapat interaksi di antara molekul-molekulnya.

Penyimpangan hukum terutama lebih terlihat pada tekanan tinggi dan temperatur rendah.

Gaya tolakan cukup berpengaruh saat molekul-molekul akan saling bertumbuk khususnya pada

tekanan yang sangat tinggi. Gas pada tekanan yang tinggi akan kurang bisa terkompresi.

Gaya tarik menarik akan bekerja saat jarak antar molekul relatif jauh (beberapa kali diameter

molekul). Gas pada tekanan menengah lebih dapat ditekan (dikompresi) karena gaya tarik lebih

dominan. Pada tekanan yang rendah, baik gaya tolakan maupun tarikan tidak lagi berpengaruh,

sehingga sifat gas mendekati sifat gas ideal.

Variasi energi potensial dua molekul pada pemisahannya

Faktor pemampatan (kompresi)

Rasio volume molar aktual suatu gas dibandingkan terhadap volume molar gas tersebut pada T

dan P yang sama

o Z = faktor pemampatan

o V0m= volume molar gas ideal

o Vm = volume molar gas yang diukur pada suhu dan tekanan yang sama dengan gas ideal

Faktor kompresi suatu gas merupakan ukuran penyimpangan dari keadaan ideal. Nilai Z

tergantung pada tekanan (dipengaruhi oleh gaya tolakan atau tarikan)

a. Z=1

9

Pada tekanan rendah, berkelakuan secara ideal

b. Z<1

Pada tekanan sedang, maka gaya tarikan dominan

c. Z>1

Pada tekanan tinggi, maka terlihat gaya tolakan dominan

Variasi faktor pemampatan (Z) dengan tekanan untuk beberapa gas pada 00C

Koefisien virial

Isoterm eksperimen dari karbondioksida pada beberapa temperatur

Persamaan keadaan virial

10

Pada temperatur tinggi (>50°C) dan volum molar tinggi (Vm>0,3 L/mol), garis isoterm terlihat

mendekati gas ideal.

Kammerlingh-Onnes (1911) telah mengkaji pola gas nyata dengan pendekatan menggunakan

ekspansi virial (persamaan deret). Ekspansi virial ini umum digunakan pada beberapa kajian kimia

fisik.

Koefisien virial harus ditentukan secara eksperimen. Nilai koefisien ketiga dan seterusnya sangat

kecil jika dibandingkan dengan koefisien kedua.

Temperatur Boyle

Karena koefisien virial bergantung pada temperatur, mungkin terdapat isoterm pada T tertentu

yang memiliki Z mendekati 1 dengan kemiringan 0 pada tekanan rendah atau volume molar tinggi.

Hal ini disebut Temperatur Boyle (Tb)

11

Pengembunan

Pada suatu temperatur T konstan, jika suatu gas nyata ditekan dengan mengikuti isoterm berawal

dari A, terlihat bahwa:

a. Di dekat A, p meningkat mengikuti hukum Boyle (kelakuan sebagai gas nyata)

b. Mulai dari B sampai ke C mulai terjadi penyimpangan hukum Boyle, tetapi p teteap

bertambah

c. Pada titik C, p berhenti/tidak bertambah (untuk CO2~ 60 atm)

Pada titik E, seluruh gas mengembun menjadi cairan. Pengurangan volume lebih jauh akan

memerlukan pengerahan tekanan yang sangat besar.

12

Konstanta kritis

Pada kondisi ini, 2 fasa cair dan gas tidak berlangsung dan berimpit pada satu titik tunggal, tanda

* di kurva yang disebut sebagai titik kritis. Kondisi pada titik kritis ini dinamakan konstanta kritis

meliputi:

a. Temperatur kritis (Tc)

b. Tekanan kritis (Pc)

c. Volume molar kritis (Vc)

Di atas Tc hanya ada fase gas, jadi fase cairan suatu zat tidak mungkin terbentuk.

Persamaan van der walls

13

Ciri-ciri persamaan van der waals:

1. Isoterm gas ideal diperoleh pada T>>> dan Vm besar

P = RT/Vm-b - a/V2m

a/V2m dapat diabaikan, karena Vm >>> maka Vm-b → Vm sehingga : P = RT/Vm (Gas Ideal)

2. Cairan dan gas dapat berada bersama bila gaya kohesi dan efek dispersi berada dalam keadaan

kesetimbangan, yaitu bila :

RT/Vm – b = a/V2m (bentuk loop pada isoterm)

3. Konstanta kritis berhubungan dengan koefisien-koefisien van der Waals. Untuk T < Tc, kurva

isoterm berosilasi melalui suatu titik minimum dan diikuti oleh suatu maksimum. Pada Tc, kurva

isoterm mempunyai titik infleksi dengan slope dan kelengkungannya sama dengan NOL

4.Temperatur Boyle juga berkaitan dengan temperatur kritis. Persamaan van der Waals dapat

diubah menjadi persaman Virial

Konstanta kritis berhubungan dengan koefisien-koefisien van der Waals

Vc=3b

14

Karena pada temperatur Boyle B=0;

Asas keadaan yang bersesuaian (Pr, Vr, Tr)

Gas yang dibatasi dengan volume tereduksi yang sama, pada temperatur tereduksi yang

sama akan melakukan tekanan tereduksi yang sama

I.3 Konstanta Blotzman

Ludwig Boltzmann (1844-1906), seorang ahli fisika Austria, berperan penting dalam

penerapan hukum termodinamika. Terutama, dia meletakkan pondasi pendekatan statistik dan

probabilitas pada fisika dengan memperkenalkan bahwa pendekatan terhadap entropi, atau

keseimbangan, dalam sebuah sistem energi tidaklah absolut melainkan secara statistik

mengandung kemungkinan. Misalnya, ketika sebuah sistem yang panas (misalnya, sebotol air

panas) menjadi dingin karena menyesuaikan dengan temperatur sekitarnya, dengan sedikit sekali

menaikkan temperature di sekitar air itu, Entropi5 muncul. Pengaruhnya adalah produk statistik

dari tindakan kecil, dan bukanlah pengaruh absolut atau satu-satunya. Dia menerbitkan gagasannya

dalam serangkaian makalah pada tahun 1870-an, tetapi prinsip yang ia ajukan ditolak oleh banyak

penemuan ilmiah selama beberapa dekade.

Pada tahun 1890-an, konsep gerakan Brownian, gerakan acak dari partikel mikroskopik

yang terkandung dalam cairan, menggambarkan pemahaman probabilistik atau statistikal dan

fenomena fisik yang sangat mirip dengan yang ditawarkan oleh Boltzmann. Tampaknya karena

tertekan oleh kontroversi yang melingkupi penemuannya, Boltzmann pada tahun 1906 bunuh diri.

Dalam penghormatannya, para ahli fisika menamai konsep tentang konstanta yang

menghubungkan energi kinetik dari atom gas dengan temperatur sebagai konstanta Boltzmann,

yang dituliskan dengan simbol “k”. Konstanta “k” adalah dimensi energi per derajat temperatur,

sebuah angka dari 1.380662 x 1023 joule per kelvin (K).

15

Hipotesis seharusnya hanya dianggap sebagai instrumen intelektual untuk menemukan,

yang pada waktu kapan saja bisa ditinggalkan demi instrumen yang lebih baik. Hipotesis jangan

sampai dianggap sebagai kebenaran; penghorrnatan tertinggi terhadapnya adalah dianggap benar.

Pengetahuan baru bisa diperoleh melalui pemahaman bahwa alam memiliki pola dasar dalam imaji

manusia; kerajaannya hanya diberikan kepada industri dan tindakan, yang dituntun dan diatur oleh

pengalaman.

Konstanta Boltzmann (k atau kB) adalah

konstanta fisika yang menghubungkan energi pada tingkatan

partikel dengan temperatur teramati pada

tingkatan makroskopik. Konstanta ini merupakan konstanta

gas yang dibagi dengan konstanta Avogadro:

Konstanta ini memiliki satuan yang sama dengan entropi, dinamakan sesuai dengan

nama fisikawan Austria, Ludwig Boltzmann. Dia mempunyai kontribusi penting dalam

bidang teori mekanika statistik, dimana konstanta ini mempunyai peranan penting.

I.4 Teori Kinetik Gas

Teori kinetik zat membicarakan sifat zat dipandang dari sudut momentum. Peninjauan teori

ini bukan pada kelakuan sebuah partikel, tetapi diutamakan pada sifat zat secara keseluruhan

sebagai hasil rata-rata kelakuan partikel-partikel zat tersebut.

Teori ini didasarkan atas 3 pengandaian:

1. Gas terdiri daripada molekul-molekul yang bergerak secara acak dan tanpa henti.

2. Ukuran molekul-molekul dianggap terlalu kecil sehingga boleh diabaikan, maksudnya garis

pusatnya lebih kecil daripada jarak purata yang dilaluinya antara perlanggaran.

3. Molekul-molekul gas tidak berinteraksi antara satu sama lain. Perlanggaran sesama sendiri dan

dengan dinding bekas adalah kenyal iaitu jumlah tenaga kinetik molekulnya sama sebelum dan

sesudah perlanggaran.

SIFAT GAS UMUM

1. Gas mudah berubah bentuk dan volumenya.

2. Gas dapat digolongkan sebagai fluida, hanya kerapatannya jauh lebih kecil.

SIFAT GAS IDEAL

1. Gas terdiri atas partikel-partikel dalam jumlah yang besar sekali, yang senantiasa bergerak

dengan arah sembarang dan tersebar merata dalam ruang yang kecil.

16

2. Jarak antara partikel gas jauh lebih besar daripada ukuran partikel, sehingga ukuran partikel

gas dapat diabaikan.

3. Tumbukan antara partikel-partikel gas dan antara partikel dengan dinding tempatnya

adalah elastis sempurna.

4. Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku.

PERSAMAAN GAS IDEAL DAN TEKANAN (P) GAS IDEAL

P V = n R T = N K T

n = N/No

T = suhu (ºK)

R = K . No = 8,31 )/mol. ºK

N = jumlah pertikel

P = (2N / 3V) . Ek ® T = 2Ek/3K

V = volume (m3)

n = jumlah molekul gas

K = konstanta Boltzman = 1,38 x 10-23 J/ºK

No = bilangan Avogadro = 6,023 x

1023/mol

ENERGI TOTAL (U) DAN KECEPATAN (v) GAS IDEAL

Ek = 3KT/2

U = N Ek = 3NKT/2

v = Ö(3 K T/m) = Ö(3P/r)

dengan:

Ek = energi kinetik rata-rata tiap partikel gas

ideal

U = energi dalam gas ideal = energi total gas

ideal

v = kecepatan rata-rata partikel gas ideal

m = massa satu mol gas

p = massa jenis gas ideal

Jadi dari persamaan gas ideal dapat diambil kesimpulan:

1. Makin tinggi temperatur gas ideal makin besar pula kecepatan partikelnya.

2. Tekanan merupakan ukuran energi kinetik persatuan volume yang dimiliki gas.

3. Temperatur merupakan ukuran rata-rata dari energi kinetik tiap partikel gas.

4. Persamaan gas ideal (P V = nRT) berdimensi energi/usaha .

5. Energi dalam gas ideal merupakan jumlah energi kinetik seluruh partikelnya.

17

BAB II

PENYELESAIAN SOAL/PROBLEM Menentukan Harga Z Untuk CH4 Murni pada 30 0C & 1500 Psia

𝑇𝑟 = 𝑇

𝑇c=

303 K

190.6 K= 1.5897 K

𝑃𝑟 = 𝑝

𝑝c=

102.068 atm

45.6 atm= 2.23833 atm

Z = 0.88

18

Menentukan Harga Z Untuk C2H6 Murni pada 30 0C & 1500 psia

𝑇𝑟 = 𝑇

𝑇c=

303 K

305.4 K= 0.9921 K

𝑃𝑟 = 𝑝

𝑝c=

74.851 atm

48.2 atm= 2.1775 atm

Z = 0.265

Menentukan Harga Z Untuk Campuran 30.02% CH4 & 69.98% C2H6 pada 30 0C & 1100

psia

𝑇pc = 𝑦1𝑇c1 + 𝑦2𝑇c2 + 𝑦3𝑇c3 ⋯

𝑃pc = 𝑦1𝑃c1 + 𝑦2𝑃c2 + 𝑦3𝑃c3 ⋯

𝑇pc = (0.3002)(190.6) + (0.6998)(305.4) = 270.937 𝐾

19

𝑃pc = (0.3002)(45.6) + (0.6998)(48.2) = 47.419 atm

𝑃pr = 𝑝

𝑃pc and 𝑇pr =

𝑇

𝑇pc

𝑃pr = 𝑝

𝑃pc=

74.851 atm

47.419 atm= 1.6414 atm and 𝑇pr =

𝑇

𝑇pc=

(30 + 273.15)K

270.937 K= 1.119 K

Dari grafik antara pseudo-reduced pressure terhadap nilai Z, didapat nilai Z adalah

Zm = 0.39

𝑍 = 𝑝pc𝑉pc

𝑅 𝑇𝑝𝑐

0.39 = (47.419 atm)𝑉pc

(0.082 atmL

mol. K)(270.937 K)

𝑉pc = 0.182719 𝐿

20

Penyelesaian Soal

SOAL 1.6

21

SOAL 1.17

22

23

24

DAFTAR PUSTAKA

Boltzmann summary. 2015. Boltzmann summary. [ONLINE] Available at:http://www-

history.mcs.st-and.ac.uk/Mathematicians/Boltzmann.html. [Accessed 19 September

2015].

Deviations from the Ideal Gas Law. 2015. Deviations from the Ideal Gas Law. [ONLINE] Available

at:http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/ch4/deviation.php.

[Accessed 19 September 2015].

gases.htm . 2015. gases.htm . [ONLINE] Available at:http://pages.towson.edu/ladon/gases.html.

[Accessed 19 September 2015].

Ideal Gas Law. 2015. Ideal Gas Law. [ONLINE] Available

at:http://abyss.uoregon.edu/~js/glossary/ideal_gas_law.html. [Accessed 19 September

2015]

Ideal Gas. 2015. Ideal Gas. [ONLINE] Available

at:http://www.science.uwaterloo.ca/~cchieh/cact/c120/idealgas.html. [Accessed 19

September 2015].

Ideal gases and the ideal gas law: pV = nRT. 2015. Ideal gases and the ideal gas law: pV = nRT.

[ONLINE] Available at:http://www.chemguide.co.uk/physical/kt/idealgases.html.

[Accessed 19 September 2015].

Real Gases - Chemwiki. 2015. Real Gases - Chemwiki. [ONLINE] Available

at:http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Physical_Properties_of_Matter/Pha

ses_of_Matter/Gases/Real_Gases. [Accessed 19 September 2015].

Real Gases - Van der Waals Equation. 2015. Real Gases - Van der Waals Equation. [ONLINE]

Available at:http://www.molecularsoft.com/help/Gas_Laws-Real_Gas.htm. [Accessed 19

September 2015].

Real gases. 2015. Real gases. [ONLINE] Available

at:http://www.chemguide.co.uk/physical/kt/realgases.html. [Accessed 19 September

2015].

The Ideal Gas Law - Chemwiki. 2015. The Ideal Gas Law - Chemwiki. [ONLINE] Available

at:http://chemwiki.ucdavis.edu/Physical_Chemistry/Physical_Properties_of_Matter/Pha

ses_of_Matter/Gases/Gas_Laws/The_Ideal_Gas_Law. [Accessed 19 September 2015].