Monday, January 21, 2019

5.4 Persamaan Gas Ideal

Mari kita rangkum hukum gas yang telah kita diskusikan sejauh ini:

Hukum Boyle: V ∝ 1/P (pada n dan T tetap)
Hukum Charles: V ∝ T (pada n dan P tetap)
Hukum Avogadro: V ∝ n (pada P dan T tetap)

Kita dapat menggabungkan ketiga ekspresi ini membentuk persamaan induk tunggal untuk perilaku gas:
atau 
PV = nRT   (5.8)

di mana R, tetapan proporsionalitas, disebut konstanta gas. Persamaan (5.8), yang disebut persamaan gas ideal, menggambarkan hubungan antara empat variabel P, V, T, dan n. Gas ideal adalah gas hipotetis yang perilakunya pada tekanan-volume-temperaturnya dapat sepenuhnya diperhitungkan oleh persamaan gas ideal. Molekul-molekul gas ideal tidak menarik atau menolak satu sama lain, dan volumenya diabaikan dibandingkan dengan volume wadah. Meskipun tidak ada yang disebut gas ideal, perkiraan gas ideal bekerja dengan baik untuk kisaran suhu dan tekanan yang paling masuk akal. Dengan demikian, kita dapat dengan aman menggunakan persamaan gas ideal untuk menyelesaikan banyak masalah gas.

Sebelum kita dapat menerapkan persamaan gas ideal pada sistem nyata, kita harus mengevaluasi konstanta gas R. Pada 0ºC (273,15 K) dan tekanan 1 atm, banyak gas nyata berperilaku seperti gas ideal. Eksperimen menunjukkan bahwa dalam kondisi ini, 1 mol gas ideal menempati 22,414 L, yang sedikit lebih besar daripada volume bola basket, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.11. Keadaan 0ºC dan 1 atm disebut suhu dan tekanan standar, sering disingkat STP. Dari Persamaan (5.8) kita bisa menulis


Gambar 5.11 Perbandingan volume molar di STP (sekitar 22,4 L) dengan bola basket.

Titik-titik antara L dan atm dan antara K dan mol mengingatkan kita bahwa L dan atm berada di pembilang dan K dan mol berada di penyebutnya. Untuk sebagian besar perhitungan, kita akan membulatkan nilai R menjadi tiga angka signifikan (0,0821 L⠄Atm/K⠄Mol) dan menggunakan 22,41 L untuk volume molar gas pada STP.

Contoh 5.3 menunjukkan bahwa jika kita mengetahui kuantitas, volume, dan suhu gas, kita dapat menghitung tekanannya menggunakan persamaan gas ideal. Kecuali dinyatakan sebaliknya, kita mengasumsikan bahwa suhu yang diberikan dalam °C dalam perhitungan adalah tepat sehingga nilainya tidak mempengaruhi jumlah angka signifikan.

Contoh 5.3
Sulfur heksafluorida (SF₆) adalah gas yang tidak berwarna, tidak berbau, dan sangat tidak reaktif. Hitung tekanan (dalam atm) yang diberikan oleh 1,82 mol gas dalam bejana baja volume 5,43 L pada 69,5ºC.

Strategi 
Masalahnya memberikan jumlah gas dan volume serta suhu. Apakah gas mengalami perubahan dalam salah satu sifatnya? Persamaan apa yang harus kita gunakan untuk mengatasi tekanan? Satuan suhu apa yang harus kita gunakan?

Penyelesaian
Karena tidak ada perubahan sifat gas yang terjadi, kita dapat menggunakan persamaan gas ideal untuk menghitung tekanan. Menyusun ulang Persamaan (5.8), kami menulis


Latihan
Hitung volume (dalam liter) yang ditempati oleh 2,12 mol nitrogen oksida (NO) pada 6,54 atm dan 76ºC.

0 comments:

Post a Comment