VOLUME MOLAR GAS

I. TUJUAN

Menentukan volume relatif dari zat dalam wujud yang berbeda.

Mengetahui sifat-sifat zat dalam wujud yang berbeda.

Mengetahui massa relatif sutu zat.

II. DASAR TEORI

Zat dapat diartikan sebagai segala sesuatu yang mempunyai massa dan menempati

ruang, yang dimaksudkan menempati ruang adalah memiliki volume. Zat dapat dibagi

menjadi tiga jenis antara lain yaitu zat padat, zat cair dan gas.

Zat padat meruakan benda yang memiliki bentuk dan volume tetap. Selain itu zat

padat memiliki partikel yang memiliki sifat, gerakan partikel hanya berupa getaran

disekitar posisi tetapnya, gaya tarik menarik antar partikel sangat kuat. Dan karena gaya

tarik menarik pada zat padat sangat kuat maka bentuk zat padat cenderung tetap bila tidak

ada gaya atau reaksi yang mempengaruhinya.

Zat cair merupakan zat yang dapat berubah bentuk sesuai dengan

wadahnya(tempatnya). Karena, gaya tarik antar pertikel lebih lemah dibandingkan dengan

zat padat. Jarak antara partikel yang tetap menyebabkan zat cair memilikivolume tetap,

gerakan partikel yang lebih lincah menyebabkan zat cair selalu mengikuti bentuk

wadahnya.

Gas merupakan suatu fase benda dalam ikatan molekul, bisa berbentuk cairan, benda

padat, ikatan molekul akan terlepas pada suhu titik uap benda. Gas mempunyai

kemampuan untuk mengalir dan dapat berubah bentuk. Namun berbeda dari cairan yang

mengisi pada besaran volume tertentu, gas selalu mengisi suatu volume ruang, mereka

mengembang dan mengisi ruang di manapun mereka berada. Partikel-partikel zat gas

memiliki sifat sebagai berikut :

Memiliki jarak partikel yang berubah ubah

Hampir tidak ada gaya tarik-menarik

Gerakan partikel sangat bebas dibandingkan zat padat dan cair

Gas memiliki sifat-sifat fisis yang khas yaitu:

Gas memiliki volume dan bentuk menyerupai wadahnya.

Gas merupakan wujud materi yang paling mudah dimanpatkan.

1

Gas-gas akan segera bercampur secara merata dan sempurna jika ditempatkan dalam

wadah yang sama.

Gas memiliki kerapatan yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan cairan dan

padatan.

Gas memiliki sifat berbeda, gas tersebut dapat ditempatkan dalam tempat tertutup,

tetapi kalau dimasukkan ke dalam tempat yang lebih besar dari volume semula, gas dapat

mengisi tempat itu secara merata. Dimana gas mempunyai sifat-sifat khusus antara lain :

Peka terhadap perubahan temperature

Peka terhadap perubahan tekanan

Volume molar gas menyatakan bahwa volume 1 mol gas pada suhu dan tekanan

tertentu. Jika pengukuran dilakukan pada suhu 0oC dan tekanan 1 atm, volume molar gas

disebut sebagai volume molar standart. Hal itu disebabkan keadaan suhu 0oC dan tekanan 1

atm merupakan keadaan standar gas dan disingkat STP (Standard Temperature and

Pressure).

Gas melakukan tekanan pada permukaan apapun ketika saling bersentuhan, kerena

molekul-molekul gas senantiasa dalam keadaan bergerak. Atmosfer yang mengelilingi

bumi adalah campuran dari berbagai gas. Tekanan Atmosfer adalah tekanan yang diberikan

oleh atmosfer bumi. Nilai sesungguhnya dari tekanan atmosfer bumi tergantung pada letak,

suhu dan kondisi cuaca. Tekanan atmosfer standar (1 atm) sama dengan tekanan yang

menopang kolom merkuri tepatnya setinggi 760mm (atau 76cm) pada permukaan laut pada

suhu 0oC. Dengan kata lain atmosfer standar sama dengan tekanan 760mmHg, jika mmHg

menyatakan tekanan yang diberikan oleh kolom merkuri setinggi 1mm. Satuan mmHg juga

disebut torr, yang berasal dari ilmuan Italia bernama Evangelista Torricelli yang

menemukan barometer. Maka:

1 torr = 1mmHg

1atm = 760mmHg

= 760 torr

Hubungan antara atmosfer dan pascal adalah

1atm = 101,325 Pa

= 1,01325 x 105 Pa

dan karena 1000 Pa = 1kPa (kilopascal)

1atm= 1,01325 x 102.

Untuk gas ideal berlaku persamaan:

P V = n R T

Dimana : P = telanan gas (atm)

2

V = volume gas ( liter)

n = mol gas

R = tetapan gas universal (0,082 liter atm/mol)

T = suhu (Kelvin)

Perubahan-perubahan dari P, V dan T dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan kondisi-

kondisi tertentu dicerminkan dengan hukum-hukum berikut:

Hubungan Tekanan-Volume: Hukum Boyle

Boyle memperhatikan bahwa, jika suhu dijaga konstan, volume (V) dari

sejumlah tertentu gas menurun, sejalan dengan kenaikan tekanan totalnya (P), yaitu

tekanan atmosfer ditambah dengan tekanan yang disebabkan oleh penambahan

merkuri. Pernyataan matematis yang memperlihatkan hubungan kebalikan antara

tekanan dengan dengan volume adalah:

P∝ 1V

Hukum Boyle berbunyi : “Tekanan dari sejumlah tetap suatu gas pada suhu

yang dijaga konstan adalah berbanding terbalik dengan volumenya”.

Hukum ini diturunkan dari persamaan keadaan gas ideal dengan

n1 = n2 dan T1 = T2 ;

sehingga diperoleh :

P1.V1 = P2.V2

Hubungan Suhu-Volume: Hukum Charles dan Gay-Lussac

Hukum Boyle tergantung pada suhu sistem yang dijaga konstan.

ketergantungan volume gas terhadap suhu diberikan oleh:

V ∝T

Hukum Charles berbunyi : volume dari sejumlah tetap gas pada tekanan

konstan adalah berbanding lurus dengan suhu mutlak gas itu. Jadi untuk P1 = P2 dan T1

= T2 berlaku :

V 1

V 2

=P1

P2

=T1

T2

Hubungan Volume-Jumlah Gas: Hukum Avogadro

3

Avogadro menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, sejumlah

volume yang sama dari gas-gas yang berbeda mengandung jumlah molekul (atau atom

jika gasnya adalah monoatomik) yang sama pula. Selanjutnya dinyatakn pula bahwa

volume gas apapun harus sebanding dengan jumlah mol dari molekul yang ada

sehingga:

V ∝n

dimana n menyatakan jumlah mol. Hukum Avogadro menyatakan bahwa pada

tekanan dan suhu konstan volume suatu gas berbanding langsung dengan jumlah mol

gas yang ada.

Persamaan Gas Ideal

Dari hukum-hukum gas yang telah disebutkan, dapat diringkas menjadi:

Hukum Boyle : V ∝ 1P

(pada n dan T konstan)

Hukum Charles : V ∝T (pada n dan P konstan)

Hukum Avogadro : V ∝n (pada P dan T konstan)

Semua pernyataan tersebut di atas dapat digabungkan sehingga diperoleh

persamaan tunggal untuk perilaku gas:

V ∝ nTP

¿ RnTP

Atau PV = nRT

P = tekanan total (atm)

V= Volume (L)

n = mol gas (mol)

R = konstanta (0,082 L.atm/K.mol)

T = temperature (K)

Dengan R, Konstanta kesebandingan disebut konstanta gas. Persamaan gas ideal

menerangkan hubungan antara keempat variabel P,V,T dan n. Gas ideal gas hipotesis

yang perilaku tekanan-volume-suhunya dapat dijelaskan secara lengkap melalui

persamaan gas ideal.

4

Tim Laboratorium Kimia Dasar.Penuntun Praktikum Kimia Dasar I.(Bukit

Jimbaran : Jurusan Kimia, F.MIPA, UNUD,2014)

Rymond Chang,Kimia Dasar, (Jakarta : Penerbit Erlangga,2005), hal 124-134.

III. ALAT DAN BAHAN

a. Alat-alat :

- Gelas ukur

- Ember

- Neraca analitik

- Termometer

b. Bahan-bahan :

- Air

- Butana cair (korek api yang bahan bakunya dari butana)

IV. CARA KERJA

Korek api yang bahan bakarnya butana dan dindingnya tembus cahaya disiapkan. .

Korek api tersebut ditimbang dan diperkirakan volume dari cairan butana dalam korek api

tersebut. Gelas ukur yang berisi penuh air diletakkan terbalik di atas ember yang berisi air.

Gelas ukur ini nantinya akan berfungsi sebagai penampung gas. Dua gelas ukur lain yang

penuh air disiapkan. Klep dari korek api dibuka dan ikat dengan pipa karet agar klep terbuka

terus. Cepat-cepat korek api tersebut diletakkan di bawah alat penampung gas agar gas yang

dibebaskan tertampung. Bila alat penampung telah penuh ditandai dan dicatat, kemudian

diganti dengan alat penampung yang lain. Gas yang dibebaskan dikumpulkan sampai korek

api tersebut hampir kosong. Klep dari korek api tersebut ditutup. Semua gas butana yang

dikumpulkan dicatat. Kembali korek api tersebut ditimbang kembali dan perkirakan volume

dari cairan butana yang berubah menjadi gas. Perbandingkan dari volume gas butana dengan

volume cairan butana yang massanya sama dihitung.

V. DATA PENGAMATAN

a. Korek Api

5

ObjekMassa Awal

(gram)

Massa Akhir

(gram)

Massa Cairan

yang Berubah

Menjadi Gas

(gram)

Korek Api 17,9 15,8 2,1

b. Cairan Butana

Objek

Volume

Awal

(mL)

Volume Akhir

(mL)

Volume cair yang

berubah menjadi

gas

(mL)

Cairan Butana 4 0 1025

VI. PERHITUNGAN

1. Korek Api

Massa awal korek api = 17,9 gram

Massa akhir korek api = 15,8 gram

Massa cairan butana yang berubah menjadi gas = 17,9 gram – 15,8 gram

= 2,1 gram

2. Cairan Butana

Volume awal = 4 mL

Volume akhir = 0 mL

Volume gas butana = 1025 mL

V butana cairV butana gas

= 4 ml1025 ml

= 1 ml256,25 ml

6

3. Massa Relatif Butana

Diketahui: Ar C= 12

Ar H = 1

Ditanya : Mr C4H10....?

Jawab :

C4H10 = Ar (C) . 4 + Ar (H) .10

= 12 . 4 + 1 . 10

= 48 + 10

= 58 gram / mol

4. Massa atom Relatif gas butana hasil dari percobaan ini :

Diketahui :

V : 1025 mL=1,025 L

m : 2,1 gram

T : 27oC = 300 K

P : 1 atm

R : 0,082 Latm/kmol

Ditanya : Mr : ……………?

Jawab :

P.V = n.R.T

P.V = m

Mr× R × T

Mr = m× R × T

P ×V

Mr = 2,1.0,082 .300

1 . 1,025

7

Mr = 50,4 gram/mol

VII. PEMBAHASAN

Perbandingan antara volume cair dan butana dengan volume gas butana adalah sebagai

berikut :

V butana cairV butana gas

= 4 ml1025 ml

= 1 ml256,25 ml

Dalam praktikum volume molar gas digunakan butana cair dari korek api yang bahan

bakarnya dari butana. Wujud dari butana yang digunakan adalah berwujud cair, berwarna

bening dan biasanya digunakan untuk bahan bakar diantaranya pengisian tabung gas LPG dan

pengisian korek gas. Jika dilihat dari rumus molekul butana adalah C4H10 dengan massa relatif

58 gram/mol.

Massa awal korek api yang digunakan dengan massa akhir terdapat perubahan,massa

awal korek api sebesar 17,9 gram sedangkan massa akhir korek api adalah 15,8 gram.

Sehingga dalam percobaan kali ini dihasilkan massa cairan butana yang berubah menjadi gas

sebesar 2,1 gram.

Ketika melakukan pengisian air di tabung lalu tabung dibalik dalam ember. Didalam

tabung tersebut tidak boleh ada gelembung karena dapat mempengaruhi volume air yang ada

di dalam tabung (dalam ember). Tabung yang digunakan kali ini mempunyai volume sebesar

500 ml.

Pada cairan butana, volume awal yang diketahui sebelum digunakan adalah 4 mL.

Setelah dilakukan percobaan volume menjadi 0 (habis). Cairan tersebut ketika di celupkan ke

dalam ember yang berisi air dan tabung reaksi yang dibalik, cairan tersebut berubah menjadi

gas, diwujudkan dengan adanya gelembung saat di dalam air. Gelembung tersebut membuat

8

air dalam tabung berkurang dan menujukkan bahwa berkurangnya air tersebut adalah gas

butana dari korek tersebut. Sehingga didapatkan hasil volume gas butana sebesar 1025 mL.

Berdasarkan hasil praktikum volume molar gas, terjadi perbedaan Mr gas butana yang

diujikan dengan Mr gas butana murni. Dengan suhu 27oC, Mr butana yang diujikan diperoleh

50,4 gram/mol, sedangkan gas butane murni adalah 58 gram/mol. Perbedaan ini disebabkan

oleh beberapa faktor diantaranya :

Perkiraan Volume yang kurang mendekati hasilnya

Neraca penimbangan yang kurang berfungsi maksimal

Saat penimbangan kembali, masih terdapat air di dalam korek api

Klep dari korek api tidak diikat dengan pipa karet, sehingga kadang-kadang tertutup

sebentar karena tangan praktikan kelelahan memegang klep korek api.

VIII. KESIMPULAN

Pada percobaan ini, dapat disimpulkan beberapa hal, antara lain:

Sifat-sifat fisik gas antara lain:

Gas mempunyai volume dan bentuk menyerupai wadahnya

Gas dapat dimanpatkan

Jarak anar partikel gas sangat jauh

Gas peka terhadap perubahan temperatur dan tekanan

Gas memiliki tekanan yang sama dalam segala arah

Keraatan molekul gas sangat kecil sehingga volumenya mudah berubah-ubah sesuai

dengan tempatnya.

Volume 1 mol gas pada suhu dan tekanan tertentu dinyatakan dengan volume molar gas.

Volume molar standar adalah volume molar gas apabila pengukuran dilakukan pada

tekanan 1 atm atau pada suhu 0oC.

Menentukan volume molar gas pada keadaan standar dilakukan dengan menimbang

sejumlah volume gas tertentu dalam tabung yang sudah diketahui berat kosong tabung

gas tersebut pada suhu 0oC dan tekanan 1 atm.

Rumus persamaan gas ideal adalah PV = nRT. Rumus persamaan gas ideal ini diperoleh

dari hukum gas ideal yaitu :

Hukum Boyle : pada suhu tetap dan jumlah mol tetap berlaku P ∝ 1/V

Hukum Charles : pada tekanan dan jumlah mol tetap, maka V ∝ T

Hipotesa Avogadro : pada tekanan dan suhu tetap, maka V ∝ n

9

DAFTAR PUSTAKA

Chang, Raymond. 2004. Kimia Dasar : Konsep-Konsep Inti, Edisi Ketiga.

Jakarta :Erlangga.

Laboratorium Kimia Dasar. 2014. Penuntun Praktikum Kimia Dasar I. Bukit Jimbaran

: Jurusan Kimia, F.MIPA, UNUD.

Wikipedia. 2013. Gas. http://id.wikipedia.org/wiki/Gas.

Sudarmo, Unggul.2004.Kimia Untuk SMA.Jakarta : Erlangga

10

LAMPIRAN 1

1. Pertanyaan : Hitunglah perbandingan dari volume gas butana dengan volume cairan

butana yang massanya sama.

Jawaban : perbandingan volume gas butana dengan volume cairan butana yang

massanya sama adalah :

Volume gas butana : Volume cairan butane

4 : 1025

1 : 256,25

2. Pertanyaan : Gas yang keluar dari sumber gas ditampung sebanyak 1,30 liter. Berat

gas tersebut adalah 2,9 gram. Bila suhu dan tekanan pada kondisi tersebut adalah 27oC

dan 72 cmHg. Hitunglah massa 1 mol gas tersebut.

Jawaban:

Diketahui :

V : 1,3 L

m : 2,9 gram

T : 27oC = 300K

P : 72 cmHg = 720 mmHg ×1 atm

760 mmHg=0,95 atm

R : 0,082 Latm/Kmol

Ditanya : Massa 1 mol gas tersebut (Mr)…………..?

11

Jawab :

P.V = n.R.T

P.V = m

Mr× R × T

Mr = m× R × T

P ×V

Mr = 2,9× 0,082 ×300

0,95 ×1,3

Mr = 57,765 gram/mol

LAMPIRAN 2

12