PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
KIMIA FISIKA 1
Dosen Pembimbing
Drs. Maya Istiadji, M.PdDrs. Iriani Bakti, M. Si
Faktor Kompresibilitasdan
Persamaan Van Der Waals
Kelompok 3
Maulida RahmahKhalid Fadullah
Khairunesya
Batas – Batas Berlakunya Gas Ideal
P V = n R T
Pada T tetap, PV=nRT tetap
PV untuk gas ideal
selalu tetap pada
tekanan yang
berubah-ubah
Faktor Kompresibiltas
Penyimpangan gas nyata terhadap gas ideal pada
tekanan tinggi dan temperatur rendah
Z = P Vm / RT
Nilai Penyimpangan Z
Gas Ideal
Gas Nyata
Tekanan Rendah
Tekanan Tinggi
Z = 1
Z ∞ 1
Z > 1
Grafik Dari Beberapa Gas Nyata
Grafik tersebut menjelaskan bahwa Z gas ideal mempunyai nilai satu pada tekanan yang berubah-ubah. Sedangkan pada gas nyata (gas O2 pada tekanan rendah ( 200 – 400 atm) memiliki nilai Z yang medekati nilai Z pada gas ideal, sedangkan pada tekanan tinggi ( 600 - 1000 atm) memiliki penyimpangan nilai Z yang lebih besar daripada nilai Z pada gas ideal. Sedangkan pada gas N2 pada tekanan rendah maupun tekanan tinggi memiliki nilai Z yang lebih daripada 1
Persamaan Van der Waals
Memodifikasi Persamaan Gas Ideal agar dapat
digunakan pada gas nyata
Koreksi Volume
Koreksi Tekanan
Faktor Koreksi Tekanan
Memperhitungkan gaya tarik antar
molekul dalam gas nyata yang
ditambahkan pada P
a ( n2 / V2 )
Faktor Koreksi Volume
Mengurangi volume gas terekslusi (b)
dari volume molare gas nyata (V) dalam
hukum gas ideal
P ( V – nb) = R T
Akhirnya diperoleh persamaan yang disebut Persamaan Van der Waals
P = tekananV = Volumea = konstanta Van der Waals untuk volumeb = konstanta Van der Waals untuk tekanann = molR = tetapan gasT = temperatur
nRTnbVV
anp
2
2
2
V
na
nbV
nRTp
2Vm
a
bVm
RTp
Bentuk Lain Persamaan Van der Waals
Ciri Persamaan Van der Waals
Isoterm gas sempurna diperoleh pada tekanan tinggi
Cairan & gas berada bersama jika efek kohesi dan dispersi berada dalam
keseimbangan
Ciri Persamaan Van der Waals
Temperatur Boyle berhubungan dengan temperatur kritis dan persamaan Van der Waals
diperluas menjadi persamaan virial
Konstanta kritis berhubungan dengan koefisien – koefisien Van der Waals
RTVm
a
VmbVm
RTp
1
1
...
11
VmRT
ab
Vm
RTp
RT
abB
Karena pada temperatur Boyle B = 0,
8
27 CB
T
bR
aT
Contoh Soal
Tentukan faktor pemampatan suatu gas dengan temperature 250 K dan tekanan 15 atm yang mempunyai volume molar 0,3 L/mol
Penyelesaian :Dik : P = 15 atmT = 250 KR = 0,0821 L.atm / K.molV = 3 L/mol Ditanyakan : Z?Jawab :Z = p.Vm / RT = (15 atm)(0,3 L/mol) / (0,0821 L.atm.K-1.mol-1)(250 K) = 0, 219
Dengan persamaan van der waals, hitung tekanan gas NH4ClO4
yang dipanaskan pada suhu 800◦C jika jumlah bahan bakar yang disuplai ke booster adalah 500 ton (n = 24.106 mol). Volume dari booster tersebut adalah 6400 m3. Diketahui nila a = 4,00 atm L2 mol-2 dan b = 0,0330 L.mol-1
Penyelesaian : Dik :n = 24.106 mol a = 4,00 atm L2 mol-2
T = 800◦ C + 273 = 1073 K b = 0,0330 L.mol-1
V = 6400 m3 = 6,4 . 106 L
Dit : p ?Penyelesaian : (P + an2/V2) (V-nb) = nRT( 6,4 . 106 L – (24.106 mol. 0,0330 L.mol-1) =24.106 mol . 0,082 L.atm.K-1.mol-1 . 1073KP = 1,6 atm
Kesimpulan
• Compressibility factor adalah suatu faktor yang menyatakan besarnya penyimpangan/deviasi suatu gas nyata dari hukum gas ideal. Dirumuskan dengan
• Nilai Z berhubungan dengan kemampuan suatu gas untuk dimampatkan.
• Persamaan van der Waals dapat dipakai untuk menyatakan hasil yang lebih tepat dalam menentukan P, V atau T pada gas nyata dibandingkan persamaan gas ideal yang terbatas untuk gas ideal. Persamaan van der Waals dirumuskan dengan : nRTnbV
V
anP
22
RT
PVmZ
Soal Latihan
1. Dalam persamaan van der Waals, faktor n2 a / V2 dimasukkan karena ….
A. Volume molekul – molekul gas yang dapat diabaikan
B. Tumbukan yang tidak bersifat elastikC. Atraksi antarsesama molekulD. Kecepatan molekul-molekul gas yang berbeda-
bedaE. tumbukan dengan dinding wadah gas
2. Berikut yang mempengaruhi faktor deviasi suatu gas, kecuali ….
A. VolumeB. SuhuC. TekananD. Jenis zatE. Komposisi komponen
3. Persamaan van der Waals untuk gas nyata berikut ini:
(p + an2/V2)(V-nb) = nRT
menyatakan sifat gas nyata. Manakah pernyataan yang benar mengenai persamaan tersebut?
A. a = koreksi untuk ukuran molekul gas. B. b = koreksi untuk kecepatan molekul gas. C. b = koreksi gaya tarik (atraksi) antar sesama molekul
gas. D. b = koreksi untuk ukuran molekul gas.E. Persamaan aproksimasi persamaan gas ideal bila a dan b masing masing mendekati 1,00.
4. Nilai a dan b pada tetapan van der Waals. Semakin kecil nilai a dan b maka akan menunjukkan kondisi gas semakin …
A. Mendekati kondisi gas idealB. Menjauhi kondisi gas idealC. Menambah ukuran gas idealD. Mempercepat kecepatan molekul gasE. Memperlambat kecepatan molekul gas
5. Dibawah ini satuan untuk tetapan van der Walls adalah …A. atm L-2
B. L mol-1 C. kPaD. ppbE. mol cm-3
6. Berikut ini persamaan keadaan gas menurut van der Waals adalah :
A. pV = nRTB. p = nRT/V-nb – a(n/v)2 C. p = RT/Vm D. P1V1 = P2V2
E. V∞ 1/P
7. Diketahui mol gas CO2 pada 25 ◦ C adalah 0,2 mol dan mempunyai volume sebesar 3 L. Bila a = 3,592 atm L2 mol-2 dan b = 4, 267 . 10 -2 L mol-1 berapa besarnya tekanan gas tersebut?
A. 1, 61 C . 21, 8 E. 22, 3
B. 16, 2 D. 2, 23
8. Berikut ini ciri-ciri persamaan van der Waals, kecuali…A. Isoterm gas sempurna diperoleh dari
temperatur dan volum molar besarB. Cairan dan gas berada bersama-sama jika efek
kohesi dan dispersi berada dalam kesetimbanganC. Kontanta kritis berhubungan dengan koefisien-
koefisien van der WaalsD. Temperatur Boyle berhubungan dengan
temperatur kritisE. Isoterm gas sempurna diperoleh pada
temperatur rendah dan volum molar kecil
9. Gas NH3 dalam wadah yang temperaturnya 27◦C mempunyai volume 1,5 L. diketahui tekanan gas sekitar 2 atm. Dari data diatas diperoleh faktor pemampatan sebesar…
A. 0,12B. – 0,12C. 1,2D. 0,83E. 0,64
10. Senyawa gas dalam wadah dengan temperatur 32◦ C mempunyai faktor daya mampat sebesar 0,13 pada tekanan 1 atm. Maka volume molar senyawa tersebut adalah…
A. 3,5 B. 7,8C. 5,5D. 3,3E. 9,0
essay
1. Hitung dengan persamaan van der Waals tekanan yang dihasilkan dari pemanasan NH4ClO4 (n = 24.10 6 mol ) pada suhu 600 ◦ C jika jumlah bahan bakar yang disuplai ke dalam booster adalah 500 ton. Volume booster tersebut adalah 7000m 3. Jika nilai a = 4,00 atm L2 mol-2 dan nilai b = 0,0330 L mol-1
2. Z untuk gas metana = 0, 783 pada tekanan 100 atm dan temperatur 0 ◦ C. berapa volume mol gas ini ?
3. 2 mol gas NH3 pada 27 ◦ C volumenya 5 liter. Bila a = 4,17atm L2 mol-2 dan b = 0,0371 L per mol, berapa besarnya tekanan?
4. Jelaskan secara singkat hubungan antara faktor daya mampat dan persamaan van der Waals !
5. Mengapa persamaan van der Waals dianggap lebih cocok digunakan untuk mengetahui keadaan gas nyata dibandingkan dengan persamaan gas ideal? Dan apa saja kekurangan dari persamaan van der Waals?
Top Related