kimia fisika teknik kimia pertemuan 3.pdf

kimfis

1. Kimia Fisika
pertemuan3
Viona AuliaRahmi, ST.,MT

2. VariabelKeadaan
1.Tekanandan volume
Tekanan:Tekanan,p,yangdialamisebuahbendadidefinisikansebagaigaya,F,yangditerapkandibagi
denganarea,A,dimanagayaituditerapkan.Gasmemberikantekananpadadindingwadahnyasebagai
akibatdaritumbukanantaramolekuldandinding.Alatukur:barometer.
Volume:Volume,V,gasadalahukuranluasnyawilayahruangyangditempatinya.SatuanSIuntukvolume
adalahm
3
.

3. VariabelKeadaan
2. Temperatur
Suhusecaraformalmerupakanpropertiyangmenentukandalamkearah
manaenergiakanmengalirsebagaipanasketikaduasampelditempatkan
dalamkontakmelaluidindingpenghantarpanas:energimengalirdari
sampeldengansuhuyanglebihtinggikesampeldengansuhuyanglebih
rendah.
SkalasuhuCelciusumumnyadigunakanuntukmenyatakansuhu.Dalam
teksini,suhupadaskalaCelciusdilambangkandenganθ(theta)dan
dinyatakandalamderajatCelcius(°C).Suhutermodinamikadansuhu
Celciusberhubungandenganekspresiyangtepat

4. VariabelKeadaan
3.Jumlahzat,n,adalahukuranjumlahentitastertentuyangadadalam
sampel;entitasinidapatberupaatom,ataumolekul,atauunitformula.
SatuanSIuntukjumlahzatadalahmol(mol).Jumlahzatbiasanyadisebut
sebagai'jumlahkimia'atau'jumlah’.
Jumlahzatterkaitdenganmassa,m,zattersebutmelaluimassamolar,M,
yangmerupakanmassapermolatom,molekul,atauunitrumusnya.Satuan
SIuntukmassamolaradalahkgmol
-1
,tetapilebihumumdigunakangmol
-1
.
Jumlahsubstansidarientitastertentudalamsampeldapatdenganmudah
dihitungdarimassanyadenganmenggunakan

5. Variable keadaan
4. Propertiintensifdan ekstensif
Misalkansebuahsampeldibagimenjadibeberapasampelyanglebihkecil.
Jikasebuahpropertidarisampelaslimemilikinilaiyangsamadengan
jumlahnilainyadisemuasampelyanglebihkecil,makapropertitersebut
dikatakansebagaipropertiekstensif.Jumlah,massa,danvolumeadalah
contohsifatekstensif.
Jikasebuahpropertimempertahankannilaiyangsamasepertipada
sampelasliuntuksemuasampelyanglebihkecil,makapropertitersebut
dikatakanintensif.Suhudantekananadalahcontohpropertiintensif.

6. Sifat Gas
•TidakMemilikiBentukTetap:Gasakanmengisi
ruangyangtersediadidalamwadahnya,mengambil
bentukwadahtersebut.
•DensitasRendah:Gasmemilikidensitasyangjauh
lebihrendahdibandingkandenganzatpadatdancair.
Inikarenapartikelgasberadajauhsatusamalain.
•DapatTerkompresi:Gasdapatdenganmudah
dikompresikarenaruangantarpartikelgascukup
besar.Inimemungkinkangasuntukmengecilsaat
tekananditerapkan.
•BerperilakuSesuaidenganHukumGas:Gas
mengikutihukum-hukumfisika,sepertiHukumBoyle
(tekanandanvolume),HukumCharles(volumedan
suhu),danHukumAvogadro(volumedanjumlah
mol).
•PergerakanPartikelyangCepat:Partikelgas
bergerakcepatdanacak,yangmembuatgas
memilikienergikinetikyangtinggi.
•Tekanan: Gas memiliki tekanan yang dihasilkan oleh
tumbukan partikel gas dengan dinding wadah.
Tekanan ini tergantung pada jumlah partikel, suhu,
dan volume.
•Mengandung Energi Potensial dan Kinetik: Energi
dalam gas terdiri dari energi kinetik partikel (yang
bergerak) dan energi potensial (yang berinteraksi
dengan partikel lain).
•Mampu Melakukan Difusi: Gas dapat bercampur
dengan gas lain dengan cepat, ini disebut difusi, yang
terjadi karena pergerakan acak partikel gas.
•Dapat Memiliki Berbagai Suhu dan Tekanan: Gas
dapat berada dalam berbagai kondisi suhu dan
tekanan, yang mempengaruhi sifat-sifatnya.
•Kepadatan Berubah dengan Suhu dan Tekanan:
Densitas gas berubah dengan perubahan suhu dan
tekanan. Ketika suhu meningkat, densitas biasanya
menurun jika volume tetap.

7. Hukum-hukum gas
1.Hukum Gas Ideal
Persamaan keadaan gas sempurna adalah
persamaan yang menghubungkan variabel-
variabel tekanan (P), volume (V), temperatur
(T) dan jumlah gas (n).
????????????=�????????????
R adalah konstanta gas yang nilainya sama
untuk setiap gas. Nilai konstanta gas (R =
8,314 JK
-1
mol
-1
= 1,987 kal K
-1
mol
-1
= 0.08205
L atm K
-1
mol
-1
)
2. Hukum Charles
Jacques Alexander Charles mengemungkakan bahwa
pada tekanan yang konstan, volume gas adalah
berbanding langsung dengan suhu, atau dikenal
dengan hukum Charles. Persamaan hokum Charles
dapat ditulis sebagai berikut:
??????
??????
= Konstan

8. Hukum-hukum gas
3. Hukum Gay Lussac
Hukum Gay Lussac menyebutkan bahwa
tekanan dari massa gas berbanding lurus
dengan suhu mutlak gas, saat volume
dipertahankan dalam keadaan konstan.
??????
??????
=??????������
??????
1
??????
1
=
??????
2
??????
2
4. Hukum Boyle
Hukum Boyle berbunyi bahwa untuk jumlah
tetap gas ideal pada suhu sama, tekanan (P)
dan volume (V) merupakan proporsional
terbalik, yang satu ganda yang satunya
setengah.

9. Hukum-hukum gas
5. Gabungan Hukum Gas
Gabungan hukum Boyle dan hukum
Gay-Lussac dapat dinyatakan:
4. Hukum Avogadro
Amendeo Avogadro menyatakan bahwa
gas-gas yang volumenya sama diukur pada
tekanan dan temperatur yang sama akan
mempunyai jumlah partikel yang sama. Jadi
dapat disimpulkan bahwa volume satu mol
gas apapun adalah sama.

10. Hukum Avogadro
Volume molar (Vm) suatu gas adalah volume yang ditempati per 1 mol molekul gas
Volume molar ada dua jenis yaitu:
1)Volume 1 mol molekul gas yang diukur pada 0 °C, tekanan 1 atm (dikenal dengan temperatur dan
tekanan standar (STP)) disebut volume molar STP (Vm STP).
2)2) Volume 1 mol molekul gas yang diukur pada 25 °C, tekanan 1 atm (dikenal sebagai temperatur dan
tekanan kamar standar (STAP)) disebut volume molar STAP (Vm STAP).

11. Faktor Kompresi
Perbandingan volum molarnya (volum untuk 1 mol gas) ??????
� , terhadap volum molar gas
ideal ??????
�
∗
=
??????
�
=
????????????
??????
. Perbandingan ini disebut factor kompresibilitas, biasa dilambangkan dengan
Z, yang dinyatakan sebagai berikut
�=
??????
�
??????
�
∗
=
PV
�
RT
Untuk gas ideal, nilai Z = 1 dan tidak bergantung pada temperatur serta tekanan. Sedangkan
untuk gas nyata nilai Z tidak selamanya sama dengan 1, ia merupakan fungsi temperatur dan
tekanan, Z = Z(T,P). Bagi gas ideal harga Z=1; tetapi untuk gas nyata bergerak dari 0,6 – 2,2.
Aluran nilai Z terhadap P untuk
beberapa gas pada temperatur 0
o
C

12. Koefisien Virial
•Koefisien virial atau KoefisienB,C,...,adalahyangnilainyabergantungpadasuhu.

13. Persamaan Van der Waals
Persamaan van der Waals menghubungkan empat variabel keadaan: tekanan fluida p, volume total
wadah fluida V, jumlah partikel N, dan suhu absolut sistem T
Konstanta a dan b disebut koefisien van der Waals, dengan a menunjukkan kekuatan interaksi tarik-
menarik dan b menunjukkan interaksi tolak-menolak antara molekul-molekul. Koefisien ini
merupakan karakteristik setiap gas dan dianggap tidak bergantung pada suhu.

14. Kesimpulan

15. Kuis
1.Sebuah larutan asam sulfat (H₂SO₄) 98% (berat) memiliki densitas 1.84 g/mL. Hitunglah molalitas larutan
tersebut jika Anda menggunakan 1 liter larutan.
2.Sebuah larutan mengandung 50 gram NaCl dan 150 gram KCl. Hitung fraksi mol NaCl dan KCl dalam larutan.
(Massa molar NaCl = 58.5 g/mol, massa molar KCl = 74.5 g/mol)
3.Pada suhu 25 °C dan tekanan 0,75 atm suatu gas sebanyak 3,0 g menempati volume 11,2 L. Berapa tekanan
gas pada 25 °C agar volumenya menjadi 16,8 L (HK boyle)
4.Pada tekanan 1,0 atm dan suhu 0 °C, suatu gas yang massanya 5 g menempati volume 1,83 L. Pada tekanan
dan jumlah gas konstan, hitunglah volume gas jika gas tersebut dipanaskan sehingga suhu mencapai 100 °C
(note: 0 C= 0+273,15K = 273,15K) (HK Charles)
5.Berapa temperatur yang akan dihasilkan jika gas nitrogen pada tekanan 100 atm dan temperatur 300 K
dimasukan dalam wadah yang bertekanan 300 atm. (HK GL)
6.Pada tekanan 0,5 atm dan temperatur 27 °C volume suatu gas 500mL. Hitunglah tekanan yang diperlukan
untuk memampatkan gas ini menjadi 25 mL pada temperatur 0 °C. (HK Gabungan)
7.Berapa volume 1,4 g gas nitrogen (Ar N = 14) jika diukur pada keadaan yang sama 3,2 g gas oksigen (Ar O =
16) memiliki volume 10 L. (HK avogadro)

16. Thank you

17. 1

18. 2

19. 3
•P1V1=P2V2
•0,75 * 11,2= x 16,8
•X= 0,2 atm
•4
•V1/t1=v2/t2
•T1= 273, t2= 373
•V1= 1,83, v2?
•V2=373*1,83/273= 2,5L

20. 5 6
7 8