8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
1/16
MAKALAH
MATA KULIAH KIMIA FISIKA II: TERMODINAMIKA
SIFAT DAN PERILAKU GAS IDEAL DAN GAS NYATA
Disusun oleh:
Kelompok Kel!s PKA "#$%
$& E'i! Yuni S ($%#)#$*%#+*,
"& A-is.in! ($%#)#$*%#/*,
)& Amil!.u S ($%#)#$*%#),
%& Ain! S!0i.-i ($%#)#$*%$#$,
1u-us!n Kimi!
F!kul.!s M!.em!.ik! 2!n Ilmu Pen3e.!hu!n Al!m
UNI4ERSITAS NEGERI SURA5AYA
"#$6
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
2/16
5A5 I
Pen2!hulu!n
A& L!.!- 5el!k!n3
Gas merupakan salah satu dari tiga wujud zat dan walaupun wujud ini
merupakan bagian tak terpisahkan dari studi kimia. Sifat fisik gas bergantung
pada struktur molekul gasnya dan sifat kimia gas juga bergantung pada
strukturnya. Gas sebagai salah satu sifat dan bentuk alam, memiliki karakteristik
yang khas. Berbeda dengan bentuk zat lainnya, karakteristik gas sangat erat
kaitannya dengan tekanan, temperatur dan volume. Beberapa teori dan hukum
yang sangat mempengaruhi dalam pemahaman sifat gas yang diantaranya adalah
teori kinetik gas dan hukum termodinamika.
Teori Kinetik Gas adalah konsep
yang mempelajari sifatsifat gas berdasarkan kelakuan partikel!molekul penyusun
gas yang bergerak a"ak.
#erilaku gas yang ada sebagai molekul tunggal adalah "ontoh yang baik
kebergantungan sifat makroskopis pada struktur mikroskopis. Sifat makroskopis
gas dapat kita amati dan kita ukur, seperti temperatur, tekanan, dan volume. Sifat
mikroskopis tidak bisa diamati dan diukur, seperti kelajuan, massa tiaptiap
partikel penyusun inti, momentum, serta energi yang dikaitkan dengan tingkah
laku partikel gas. $aka dari itu semua jenis gas terbagi menjadi dua tipe, yaitu %
gas ideal dan gas nyata. Gas ideal merupakan sebuah gas yang mematuhi
persamaan gas umum dari #& ' n(T yang disampaikan se"ara singkat,
sedangkan gas nyata adalah gas yang tidak mematuhi persamaan gas umum dan
menggunakan hukumhukum gas hanya pada saat tekanan rendah. Gas nyata
memperlihatkan penyimpangan dari hukum gas sempurna karena molekul
molekulnya berinteraksi satu sama lain% gaya tolak antar molekul membantu
pemuaian dan gaya tarik membantu pemampatan. )i dalam volume gas ideal
ditempati molekul mereka sendiri yang diabaikannya perbandingan dengan
volume total pada semua tekanan dan tempertur, dan daya tarik antar molekul
sangat ke"il dalam semua kondisi. *ntuk gas nyata kedua faktor tersebut "ukup
besar, pengukuran dari masingmasing gas tergantung pada sifat, temperature,
tekanan dari gas. Kekuatan tarik antara molekul gas dianggap diabaikan. +sumsi
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
3/16
ini hanya berlaku pada tekanan rendah dan suhu tinggi karena dalam kondisi
molekul berjauhan. Tetapi pada tekanan tinggi dan suhu rendah volume gas ke"il
dan sehingga kekuatan menarik meskipun sangat ke"il.
5& Tu7u!n
+dapun tujuan penulisan makalah ini adalah%
$& *ntuk mengetahui pengertian gas ideal dan gas nyata.
"& *ntuk mengetahui sifat sifat gas dan perilaku gas tersebut.
)& *ntuk mengetahui hukum hukum yang digunakan pada gas ideal dan gas
nyata.
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
4/16
5A5 II
PEM5AHASAN
A& G!s I2e!l
Pen3e-.i!n G!s I2e!l
Gas ideal merupakan suatu gas hipotetis yang memiliki molekul yang
dipantulkan satu sama lain dalam batasbatas wadah gas tersebut- dengan
elastisitas yang sempurna dan memiliki ukuran yang diabaikan, dan di mana gaya
antarmolekul yang bekerja antara molekul tidak bersentuhan satu sama lain juga
diabaikan. Gas tersebut akan mematuhi hukum gas seperti hukum harles dan
hukum Boyle- tepat pada semua suhu dan tekanan. Gas yang paling aktual yang
bertindak kurang lebih sebagai gas ideal, ke"uali pada suhu yang sangat rendah
ketika energi potensial gaya antarmolekul mereka relatif tinggi terhadap energi
kinetik dari molekul dan menjadi signifikan-, dan di bawah tekanan yang sangat
tinggi ketika molekul yang dikemas begitu berdekatan bahwa kekuatan
antarmolekul jarak dekat menjadi signifikan-.
Gas ideal didefinisikan sebagai salah satu di mana semua tumbukan antara
atom atau molekul bersifat elastis sempurna dan di mana tidak ada kekuatan
menarik antarmolekul. Sesuatu dapat memvisualisasikannya sebagai kumpulan
bola sempurna keras yang bertabrakan tetapi dinyatakan tidak berinteraksi satu
sama lain. )alam gas seperti itu, semua energi internal dalam bentuk energi
kinetik dan perubahan energi internal disertai dengan perubahan suhu.
Gas ideal dapat di"irikan oleh tiga variabel keadaan% tekanan mutlak #-,
volume &-, dan suhu mutlak T-. /ubungan antara mereka dapat disimpulkan
dari teori kinetik dan disebut
#& ' n(T ' 0kT 11-
n ' banyaknya mol
( ' *niversal gas konstan ' 2,3145 6 ! mol K
0 ' jumlah molekul
k ' konstanta Boltzmann ' 1,32788 9 17:3 6 ! K ' 2,81;325 9 175 e& ! K
k ' ( ! 0+
0+ ' +vogadro nomor ' 8.7::1 9 17:3 ! mol
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
5/16
/ukum gas ideal dapat dipandang ketika yang mun"ul dari tekanan kinetik
molekul gas bertabrakan dengan dinding wadah sesuai dengan hukum
0ewton.Tapi ada juga unsur statistik dalam penentuan energi kinetik ratarata
molekulmolekul. Suhu diambil harus proporsional dengan energi kinetik ratarata
ini, ini akan memanggil gagasan tentang temperatur kinetik.
Si0!.8si0!. G!s I2e!l
Gas ideal bukanlah gas yang biasa ditemukan dalam kehidupan seharihari,
berbeda dengan gas nyata yang biasa ditemukan dalam kehidupan seharihari.
)ikatakan gas ideal apabila memenuhi kriteria sebagai berikut, diantaranya%
1. Gas ideal terdiri dari partikelpartikel yang disebut molekulmolekul dalam jumlah besar. $olekul ini dapat berupa atom maupun kelompok atom.
:. $olekulmolekul gas tidak mempunyai volume
3. Tidak ada interaksi antar molekulmlekulnya, baik tarikmenarik maupun tolak menolak
4. *kuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran wadah.
5. Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah sembarang a"ak-. +rtinya, semua
molekul bergerak ke segala arah dengan berbagai kelajuan.
8. #artikel gas terdistribusi merata pada seluruh ruangan dalam wadah.
;. #artikel gas memenuhi hukum newton tentang gerak.
2. Setiap tumbukan yang terjadi baik tumbukan antar molekul maupun tumbukan
molekul dengan dinding- adalah tumbukan lenting sempurna dan terjadi pada waktu
yang sangat singkat.
Hukum8Hukum G!s I2e!l
Teori kinetik gas membahas hubungan antara besaranbesaran yang
menentukan keadaan suatu gas. 6ika gas yang diamati berada di dalam ruangan
tertutup, besaranbesaran yang menentukan keadaan gas tersebut adalah volume
&-, tekanan p-, dan suhu gas T-. $enurut proses atau perlakuan yang diberikan pada gas, terdapat tiga jenis proses, yaitu isotermal, isobarik, dan isokhorik.
a. /ukum Boyle
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
6/16
Gambar 1. a- Gas di dalam tabung memiliki volume &1 dan tekanan #1. b-
&olume gas di dalam tabung diperbesar menjadi &: sehingga tekanannya #:
menjadi lebih ke"il.
#erhatikan gambar 1 tersebut. Suatu gas yang berada di dalam tabung
dengan tutup yang dapat diturunkan atau dinaikkan, sedang diukur tekanannya.
)ari gambar tersebut dapat dilihat bahwa saat tuas tutup tabung ditekan, volume
gas akan menge"il dan mengakibatkan tekanan gas yang terukur oleh alat
pengukur menjadi membesar. /ubungan antara tekanan p- dan volume &- suatu
gas yang berada di ruang tertutup ini diteliti oleh (obert Boyle.
/ukum yang mulamula diajukan oleh (obert Boyle pada tahun 188:, yang
bertindak atas saran asistennya, 6ohn Townley, ini membuktikan bahwa pada
temperautr tetap, volume sejumlah tertentu gas berbanding terbalik dengan
tekanannya.
Saat melakukan per"obaan tentang hubungan antara tekanan dan volume gas
dalam suatu ruang tertutup, (obert Boyle menjaga agar tidak terjadi perubahan
temperatur pada gas isotermal-.)ari data hasil pengamatannya, Boyle
mendapatkan bahwa hasil kali antara tekanan p- dan volume &- gas pada suhu
tetap adalah konstan. /asil pengamatan Boyle tersebut kemudian dikenal sebagai
/ukum Boyle yang se"ara matematis dinyatakan dengan persamaan %
p& ' konstan pada n, T tetap- 1
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
7/16
Gambar :. Grafik p& suatu gas pada dua suhu yang berbeda, di mana T1=T:.
#enjelasan molekuler hukum Boyle dapat ditelusuri pada kenyataan bahwa
jika volume ruang suatu sampel dikurangi setengahnya, maka ada dua kali jumlah
molekul per satuan volume. )ua kali jumlah molekul menabrak dinding pada
jangka waktu tertentu, sehingga gaya ratarata yang ditimbulkannya berlipat dua.
Karenanya, jika volume menjadi separuhnya, tekanan gas menjadi dua kali lipat,
dan p 9 & merupakan konstanta. #ada tekanan yang sangat rendah, molekul
molekul terpisah sangat jauh sehingga se"ara ratarata mereka saling mengarahkan
gaya yang tak berarti terhadap yang lainnya. /al ini menunjukkan bahwa hukum
itu bersifat >universal? dalam pengertian berlaku terhadap gas apapun tanpa
merujuk pada komposisi kimianya.
b. /ukum Gay@ussa"
Gay@ussa", seorang ilmuwan asal #ran"is, meneliti hubungan antara
volume gas &- dan temperatur T- gas pada tekanan tetap isobarik-.
Gambar 3. #ada tekanan 1 atm, a- gas bervolume 4 m3 memiliki temperatur 377 K,
sedangkan b- gas bervolume 3 m3 memiliki temperatur ::5 K.
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
8/16
#erhatikan Gambar 3. 6ika dimasukkan gas ideal ke dalam tabung yang
memiliki tutup piston di atasnya. #ada keadaan awal, gas tersebut memiliki
volume 4 m3 dan temperatur 377 K. 6ika kemudian pemanas gas tersebut
dimatikan dan gas didinginkan hingga men"apai temperatur ::5 K, volume gas itu
menurun hingga 3 m3. 6ika +nda membuat perbandingan antara volume terhadap
suhu pada kedua keadaan gas tersebut &!T- , +nda akan mendapatkan suatu nilai
konstan 4!377 ' 3!::5 ' 7,713-.
Berdasarkan hasil penelitiannya mengenai hubungan antara volume dan
temperatur gas pada tekanan tetap, Gay@ussa" menyatakan /ukum Gay@ussa",
yaitu hasil bagi antara volume &- dengan temperatur T- gas pada tekanan tetap
adalah konstan.
Gambar 4. Grafik hubungan &
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
9/16
". /ukum harles
Seorang ilmuwan #eran"is lainnya, harles, menyatakan hubungan antara
tekanan p- terhadap temperatur T- suatu gas yang berada pada volume tetap
isokhorik-./asil penelitiannya kemudian dikenal sebagai /ukum harles yang
menyatakan hasil bagi tekanan p- dengan temperatur T- suatu gas pada volume
tetap adalah konstan.
Gambar 8. Grafik pT suatu gas pada volume yang berbeda.
#ersamaan matematis dari /ukum harles dinyatakan dengan %
#!T ' Konstan 1
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
10/16
V m= RT
p 12-
)ua kumpulan kondisi ini digunakan sebagai nilai >standar? pelaporan data.
Kondisi pertama adalah temperatur dan tekanan standar ST#-, yang sesuai
dengan 77 dan 1 atm, dan kondisi kedua adalah temparatur dan tekanan kamar
standar S+T#-, yang sesuai dengan :57 lebih tepatnya :A2,15 K- dan 1 bar
yaitu po-. 6ika setiap kumpulan nilai disubstitusikan ke dalam persamaan 12-,
ditemukan bahwa dengan 1 @ ' 1 dm3-
ST# &m ' ::,414 @.mol1
S+T# &m ' :4,;A7 @.mol1
e. /ukum )alton
Selain membahas tentang gas tunggal, persamaan yang serupa untuk gas
murni juga berlaku pada gas "ampuran. /al tersebut karena hukum p&'n(T
berlaku untuk setiap gas murni, sehingga dapat diharapkan juga berlaku untuk
"ampuran gas. )alam hal ini, gas tidak bereaksi sewaktu di"ampur. ampuran gas
adalah sumbangan yang diberikan oleh setiap komponen gas terhadap tekanan
total sampel. #ada abad ke1A 6ohn )alton membuat pengamatan yang
menghasilkan jawaban dan meringkasnya dalam sebuah hukum%
/ukum )alton% Tekanan yang dilakukan oleh "ampuran gas ideal
adalah jumlah tekanan yang dilakukan oleh masingmasing gas
tersebut yang se"ara sendiri menempati volume yang sama.
leh karena itu, bila sejumlah n+ gas ideal + menempati wadah dengan
volume & pada temperatur T tekanannya adalah p+ ' n+ (T!&-. 6ika sejumlah nB
gas ideal lain B menempati wadah tersebut, tekanannya adalah pB ' nB (T!&-.
6ika keduanya ada bersamasama, hukum )alton menunjukkan bahwa tekanan
total adalah
p = p+ + pB 1A-
F-!ksi mol 2!n Tek!n!n P!-si!l
Craksi mol 6 dalan suatu "ampuran adalah jumlah mol dari molekul 6 yang
ada n6- dinyatakan sebagai fraksi mol dari molekul n- dalam sampel%
xJ =n
J
n den gan n=n A+nB+… 117-
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
11/16
Selanjutnya, tekanan parsial p6 dari gas "ampuran yaitu
pJ = xJ . p 111-
dengan p adalah tekanan total "ampuran. Sehingga tekanan parsial
didefinisikan sebanding dengan fraksi mol dan karenanya perlu dijumlahkan
bersama menghasilkan tekanan total. 0amun demikian, dalam hal "ampuran gas
ideal, tekanan parsial adalah juga tekanan yang akan dikerahkan oleh suatu gas
jika gas itu berada sendirian di dalam wadah itu. *ntuk memperlihatkan ini,
ditentukan p ' n(T!& dan 96 ' n6!n ke dalam persamaan sehingga diperoleh%
pJ =n
J
n × nRT V =
nJ
RT
V 11:-
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
12/16
5& G!s N9!.!
Gas yang mengikuti hukum Boyle dan hukum harles, yakni hukum gas
ideal disebut gas ideal. 0amun didapatkan, bahwa gas yang kita jumpai, yakni gas
nyata, tidak se"ara ketat mengikuti hukum gas ideal. Semakin rendah tekanan gas
pada temperatur tetap, semakin ke"il deviasinya dari perilaku ideal. Semakin
tinggi tekanan gas, atau dengan kata lain, semakin ke"il jarak intermolekulnya,
semakin besar deviasinya.
#aling tidak ada dua alasan yang menjelaskan hal ini. #eratama, definisi
temperatur absolut didasarkan asumsi bahwa volume gas nyata sangat ke"il
sehingga bisa diabaikan. $olekul gas pasti memiliki volume nyata walaupun
mungkin sangat ke"il. Selain itu, ketika jarak antarmolekul semakin ke"il,
beberapa jenis interaksi antarmolekul akan mun"ul.
Cisikawan Belanda 6ohannes )iderik van der Daals 123;1A:3-
mengusulkan persamaan keadaan gas nyata, yang dinyatakan sebagai persamaan
keadaan van der Daals atau persamaan van der Daals. Ea memodifikasi persamaan
gas ideal dengan "ara sebagai berikut% dengan menambahkan koreksi pada # untuk
mengkompensasi interaksi antarmolekulF mengurangi dari suku & yang
menjelaskan volume real molekul gas. Sehingga didapat%
# H n:a!&:-I & < nb- ' n(T
Keterangan %
# ' tekanan
& ' volume
n ' jumlah mol zat
&m ' &!n ' volume molar, volume 1 mol gas atau "airan
T ' temperatur K-( ' tetapan gas ideal 2.3144;: 6!molJK--
# H n:a!&:-I & < nb- ' n(T
a dan b adalah nilai yang ditentukan se"ara eksperimen untuk setiap gas dan
disebut dengan tetapan van der Daals Tabel :.1-. Semakin ke"il nilai a dan b
menunjukkan bahwa perilaku gas semakin mendekati perilaku gas ideal. Besarnya
nilai tetapan ini juga berhbungan denagn kemudahan gas tersebut di"airkan.
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
13/16
Tabel :.1 0ilai tetapan gas yang umum kita jumpai seharihari.
Gas nyata bersifat menyimpang dari gas ideal, terutama pada tekanan tinggi
dan suhu rendah. Teori Kinetika gas menjelaskan #ostulat 1% massa gas dapat
diabaikan jika dibandingkan dengan volume bejana. #ada tekanan tinggi, atau jika
jumlah molekul banyak, volume gas harus diperhitungkan volume ideal
sebetulnya lebih ke"il dari volume nyata.
$enurut &an )er Daals, koreksi volume tergantung dari n junlah mol gas-
b ' tetapan koreksi volume. #ada tekanan tinggi rapatan gas tinggi molekul
molekul sangat berdekatan gaya antar molekul harus diperhitungkan karena ada
gaya tarik menarik tekanan yang sebenarnya lebih rendah dari tekanan ideal.
#engurangan tekanan karena kerapatan gas adalah%
1. Berbanding lurus dengan jumlah tabrakan dengan dinding atau dengan
konsentrasi gas:. Berbanding lurus dengan gaya tabrakan, berbanding lurus dengan konsentrasi
gas
Si0!. si0!. 3!s n9!.! !2!l!h se;!3!i ;e-iku. :
1. &olume molekul gas nyata tidak dapat diabaikan.
:. $olekulmolekul tarik menarik danmempunyai volume
3. )apat menjadi "air dan padat
4. Terdapat gaya tarik menarik antara molekulmolekul gas terutama jika
tekanan diperbesar atau volum diperke"il.
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
14/16
5. /ukumhukum Boyle dan Gay@ussa" hanya diikuti oleh gas nyata se"ara
pendekatan, yaitu pada tekanan rendah jauh dari keadaan "airnya.
8. #erbedaan sifat gas sempurna dengan gas nyata tampak jelas pada diagram
p&T atau proses Esotermal.;. +danya interaksi atau gaya tarik menarik antar molekul gas nyata yang
sangat kuat, menyebabkan gerakan molekulnya tidak lurus, dan tekanan ke
dinding menjadi ke"il, lebih ke"il daripada gas ideal.
2. Gas nyata dapat disebut sebagai gas ideal pada tekanan rendah dan suhu
tinggi.
A. $emenuhi persamaan p H n:a!&:-I & < nb- ' n(T
Pe-s!m!!n 4!n 2e-
#enyimpangan yang terjadi pada gas nyata, disebabkan oleh adanya Gaya
tarikmenarik antara molekul gas dianggap diabaikan. +sumsi ini hanya berlaku
pada tekanan rendah dan suhu tinggi karena dalam kondisi molekul berjauhan.
Tetapi pada tekanan tinggi dan suhu rendah volume gas ke"il dan sehingga
kekuatan menarik meskipun sangat ke"il.
&an der Daals membuat koreksi utk volume gas dan gaya tarik antar
molekul gas.
(umus % ( P+ P' ) (V −nb )=nRT
P' =
n2a
V 2
6adi, ( P+ n2
a
V 2 ) (V −nb )=nRT
Keterangan %
a ' konstanta khas utk tiap gas dan tidak bergantung pd suhu dan tekanan
Satuan % tekanan 9 (volume )2
9 (mole )2
n ' mole gas
b ' volume efektif satuannya harus sama dgn satuan &-
P , P'
' tekanan
& ' volume
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
15/16
Gasgas seperti karbon disulfide, ammonia, sulfur dioksida, "hloroform, dll
yang mudah mengkondensasi, mempunyai nilai a yang relatif tinggi. Gasgas yg
permanen seperti argon, karbon monoksida, helium, dan hydrogen, nilai anya
sangat rendah, oleh karna itu bisa diduga bahwa gaya tarik antar molekulnya lebih
rendah.
=i-i8>i-i Pe-s!m!!n '!n 2e-
1. Esoterm gas sempurna diperoleh pada temperatur tinggi dan volume molar
besar
:. airan dan gas berada bersamasama jika efek kohesi dan dispersi berada
dalam keseimbangan
3. Konstanta kritis berhubungan dengan koefisienkoefisien van der Daals4. Temperatur Boyle berhubungan dengan temperatur kritis
8/19/2019 Makalah Sifat Dan Perilaku Gas
16/16
5A5 III
PENUTUP
Simpul!n
Gas ideal merupakan suatu gas hipotetis yang memiliki molekul yang
dipantulkan satu sama lain dalam batasbatas wadah gas tersebut- dengan
elastisitas yang sempurna dan memiliki ukuran yang diabaikan, dan dimana gaya
antarmolekul yang bekerja antara molekul tidak bersentuhan satu sama lain juga
diabaikan. Gas tersebut akan mematuhi hukum gas seperti hukum harles dan
hukum Boyle- tepat pada semua suhu dan tekanan. Gas nyata adalah gas yang
tidak mematuhi persamaan gas umum dan menggunakan hukumhukum gas
hanya pada saat tekanan rendah. Gas ideal bukanlah gas yang biasa ditemukan
dalam kehidupan seharihari, berbeda dengan gas nyata yang biasa ditemukan
dalam kehidupan seharihari. Terdapat beberapa hukum yang digunakan dalam
mengamati perilaku gas ideal, antara lain /ukum Boyle, /ukum Gay@ussa",
/ukum harles, +sas +vogadro dan /ukum )alton. Sedangkan pada gas nyata,
persamaan keadaan yang dapat menjelaskan perilaku gas nyata adalah persamaan
van der Daals.
Top Related