VOLUME MOLAR GAS
I.
Tujuan •
Untuk menentukan volume relatif dari zat dalam wujud yang berbeda.
•
Untuk Untuk mengetahui mengetahui perubahan perubahan volume volume suatu gas pada temperatur temperatur tetap dengan tekanan yang berubah-ubah.
•
Untuk Untuk mengetahui mengetahui penyelidikan penyelidikan tentang tentang Bunyi Bunyi Hukum Robert Boyle, harles, harles, !ay "ussa# dan $vogadro.
II.
Dasar Teori
A. Peng Penggo golo long ngan an Be Bend nda a
Benda-benda di bumi sangat banyak jenis dan jumlahnya. ontohnya air, oksigen, dan garam merupakan benda-benda yang banyak tersedia di alam ini. Benda-benda di alam raya ini dapat digolongkan menjadi tiga golongan, diantaranya yaitu zat padat, zat #air, dan gas.
B. Sifa Sifatt sifa sifatt Gas Gas
!as dapat dimanfaatkan dalam tempat tertutup, tetapi jika dimasukkan kedalam tempat yang lebih besar dari volume semula, gas dapat mengisi tempat itu se#ara merata. %imana gas mempunyai sifat-sifat khusus antara lain & '.
(eka (eka ter terha hada dap p peru peruba baha han n tempe temperat ratur. ur.
).
(eka (eka terh terhad adap ap peru peruba baha han n tek tekan anan. an.
*elain hal tersebut gas mempunyai sifat-sifat fisis yang khas yaitu & '.
!as memp mempuny unyai ai volum volumee dan bent bentuk uk meny menyerup erupai ai wadahn wadahnya. ya.
).
!as meru merupak pakan an wujud wujud materi materi yang yang pali paling ng mudah mudah dimam dimampatk patkan. an.
+.
!as-g !as-gas as akan akan segera segera ber#am ber#ampu purr se#ar se#araa merat merataa dan dan sempu sempurn rnaa jika jika ditemp ditempat atka kan n dalam wadah yang sama.
.
!as memilik memilikii kerapatan kerapatan yang yang jauh lebih lebih rendah rendah diband dibanding ingkan kan dengan dengan #airan #airan dan padatan.
1
at #air dan zat padat mempunyai sifat yang berlainan dengan gas dimana zat #air dan zat padat tidak peka terhadap perubahan tekanan dan sedikit sekali mempunyai kemampuan untuk mengisi tempat se#ara merata.
!. Pengertian Te"anan At#osfer
ekanan atmosfer gas adalah tekanan yang diberikan oleh atmosfer bumi. /ilai tekanan atmosfer sesungguhnya tergantung pada letak, suhu, dan kondisi #ua#a. ekanan atmosfer diukur menggunakan Barometer. ekanan atmosfer standar 0' atm1 sama dengan tekanan yang menopang kolom merkuri tepatnya setinggi 234 mm 023 #m1 pada permukaan laut pada suhu 44 . %engan kata lain, atmosfer standar sama dengan tekanan 234 mmHg, jika mmHg menyatakan tekanan yang diberikan oleh kolom merkuri setinggi ' mm. *atuan mmHg juga disebut torr , yang berasal dari ilmuwan 5talia bernama Evangelista Torricelli, yang menemukan barometer. 6aka & '.
' torr 7 ' mmHg
).
' atm 7 234 mmHg 7 234 torr
D. $u"u#%u"u# &ang 'er%u'ungan dengan Volu#e Molar Gas (.
$u'ungan Te"anan Volu#e $u"u# Bo&le ) V * (+P ,-ada T n teta-/
Robert Boyle menyelidiki perubahan volume suatu gas pada temperatur tetap dengan tekanan yang berubah-ubah. %ari hasil penyelidikan didapatkan bahwa pada temperatur tetap , volume gas akan berubah kalau tekanannya diubah. Hal ini sesuai dengan hukum Boyle yang menyatakan & 8Tekanan dari sejumlah tetap suatu gas pada suhu yang dijaga konstan adalah berbanding terbalik dengan volumenya.” %ari ketentuan di atas maka dapat dijabarkan dalam persamaan berikut & V '
P ) =
V )
P '
atau
P( . V( * P0 .V0 * 1 ,"onstan/
2
0.
$u'ungan Su%u Volu#e $u"u# !%arles dan Ga& Lussa2 ) V * T ,-ada P n teta-/
Berlainan dengan Boyle maka harles menyelidiki sifat-sifat gas pada tekanan tetap. %ari hasil penyelidikannya didapatkan bahwa perbandingan volume gas sesuai dengan perbandingan temperatur absolutnya. Hal ini sesuai dengan Hukum harles yang berbunyi & 8Volume dari sejumlah tetap gas pada tekanan konstan adalah berbanding lurus dengan suhu mutlak gas itu.” Bila ketentuan tersebut dijabarkan didapatkan persamaan & (ada tekanan 0(1 dibuat tetap & V I V )
T ' =
T )
P '
T ' =
P )
3.
T )
atau
V( ) T0 * V0 ) T( * 1 ,"onstan/
atau
P( . T0 * P0 . T( * 1 ,"onstan/
$u'ungan Volu#e 4u#la% Gas $u"u# A5ogadro) V * n ,-ada T P teta-/
(ada volume 091 dibuat tetap & $vogadro menyatakan bahwa 8 gas yang mempunyai volume, tekanan temperatur yang sama akan berisi jumlah mol yang sama pula.: *elanjutnya dinyatakan pula bahwa volume gas apa pun harus sebnding dengan mol dari molekul yang ada, sehingga & V6n
E. Persa#aan Gas Ideal
(ersamaan gas ideal menerangkan hubungan antara keempat variabel (,9,, dan n. !as 5deal adalah gas hipotetis yang perilaku tekanan,volume, suhunya dapat dijelaskan se#ara lengkap melalui persamaan gas ideal. %ari hukum-hukum gas yaitu Hukum Boyle, Hukum harles, Hukum !ay "ussa# dan Hukum $vogadro tersebut dinyatakan bahwa pada temperatur dan tekanan yang sama setiap ' mol gas akan mempunyai volume yang sama. $rtinya kalau mol dipakai dalam satuan kwantitas gas, maka ' mol setiap gas akan mempunyai persamaan & P.V * R.T
3
;adi, 9 sebanding dengan dan n, dan berbanding terbalik pada (. Hubungan ini dapat digabungkan menjadi satu persamaan & V * n.R.T+P atau
%engan
&
P.V * n.R.T
( 7 tekanan gas 0atm1 9 7 volume gas 0liter1 n 7 jumlah mol gas 0mol1 R 7 tetapan gas 7 4,4<) " atm=mol.> 7 suhu mutlak gas 0> 7 )2+ ? suhu #el#ius1
III.
Alat dan Ba%an
$. $lat &
IV.
B. Bahan &
'. !elas Ukur
'. $ir
). @mber
). Butana #air 0korek api yang bahan
+. /era#a $nalitik
bakarnya dari Butana atau korek
. ermometer
gas1
Lang"a% 1erja
'.
>orek api yang bahan bakarnya butana dan dindingnya tembus #ahaya disiapkan.
).
>orek api ditimbang, kemudian diperkirakan volume dari #airan butana tersebut.
+.
!elas ukur yang berisi penuh air terbalik diletakkan diatas ember yang berisi air. !elas ukur ini yang nantinya akan berfungsi sebagai alat penampung gas. !elas ukur lain sedikitnya ) gelas ukur yang penuh air juga disiapkan.
.
>lep dari korek api dibuka dengan menekan klep dari korek tersebut hingga gas dalam korek tersebut habis. >orek api diletakkan dibawah alat penampung gas se#ara #epat, agar gas yang dibebaskan tertampung.
A.
$lat penampung yang telah penuh ditandai dan di#atat, kemudian diganti dengan alat penampung yang lain.
4
3.
!as yang dibebaskan lalu dikumpulkan, dilanjutkan sampai korek api tersebut hampir kosong.
2.
>lep dan korek api tersebut ditutup kembali.
<.
!as butana yang telah terkumpul di#atat volumenya.
.
>orek api ditimbang dan #airan butana yang berubah menjadi gas diperkirakan volumenya.
'4.
9olume gas butana dengan volume #airan butana yang massanya sama dihitung perbandingannya.
V.
$asil Penga#atan
6assa awal korek api
m'
'A, gram
(erkiraan volume awal butana dalam korek api
9'
'4 ml
6assa akhir korek api
m)
'),A< gram
9olume akhir butana dalam korek api
9)
4 ml
9olume gas butana
9gas
'+'A ml
9olume #airan butana
9' C 9)
'4 ml C 4 ml 7 '4 ml
6assa gas butana
m' C m)
'A, C '),A< 7 ),<3 gram
Per%itungan
A. Men2ari Mr Butana ,!7$(8/ dari data %asil -enga#atan
%iketahui &
5
9olume gas butana 7 9 7 '+'A ml 7 ',+'A "
6assa gas butana & m 7 massa korek api awal C massa korek api akhir * 'A, C '),A< 7 ),<3 gram
*uhu 7 7 )2 4 ? )2+ 7 +44 4 >
ekanan 7 ( 7 ' atm
>onstanta molar gas 7 R 7 4,4<) atm.".mol -'.> -'
%itanya &
6r butana 0H'41 7 DE
;awab &
(.9 7 n.R.
n 7
n 7
6
n * 8893 #ol
•
n 7
•
6r 7
•
6r 7
•
Mr * 93:; gra#+#ol
B. Men2ari Mr 'utana ,! 7$(8/ dari literatur
%iketahui &
$r 7 ')
$r H 7 '
%itanya &
6r H'4 E
;awab &
6r H'4 7 F $r ? '4 F $r H 7 F ') ? '4 F ' 7 < ? '4 7 9< gr+#ol
7
!. Men2ari -er'andingan dari 5olu#e gas 'utana dengan 5olu#e 2airan 'utana &ang #assan&a sa#a
%iketahui &
9olume gas butana 09 gas1
7 '+'A ml
9olume #airan butana 09 #airan 1
7 '4 ml
%itanya &
;awab &
VI.
Pe#'a%asan
%ari data hasil pengamatan dan perhitungan diatas didapatkan massa awal korek api sebesar 'A, gram dan massa akhir setelah gas di korek tersebut habis sebesar '),A< gram berarti massa butana dalam korek api sebesar ),<3 gram. (erkiraan volume awal butana dalam korek api sebesar '4 ml dan perkiraan volume akhir butana dalam korek api sebesar 4 ml, perkiraan volume akhir butana 4 ml karena #airan butana dalam korek api sudah habis namun. 9olume gas butana yang didapatkan sebanyak '+'A ml, volume gas ini dilihat dari skala gelas ukur. %ari data tersebut dapat ditentukan perbandingan volume gas butana dengan volume
8
#airan butana dan dapat ditentukan massa ' mol gas butana atau yang disebut dengan 6r 0massa molekul relatif1. 6elalui perhitungan diatas didapat perbandingan volume gas butana dengan volume #airan butana adalah '+'A & '. %engan menggunakan data hasil per#obaan dan perhitungan juga, dapat diperoleh 6r butana yaitu A+,3 gr=mol. 6enurut literatur, 6r butana 0 H'41 yaitu A< gr=mol. %ari data pengamatan dan hasil perhitungan diatas ada perbedaan antara 6r gas butana didalam korek api yang diujikan dengan 6r gas butana yang murni. 6r gas butana didalam korek api sedikit lebih ke#il dari 6r gas butana murni. Hal ini disebabkan oleh ketidaktepatan dalam memperkirakan volume #airan butana yang digunakan, ketidaktepatan dalam pengukuran massa korek api awal dan akhir pun dapat menyebabkan ketidaksesuaian ini dan nera#a yang digunakan mengalami gangguan 0rusak1 serta >lep dari korek gas tidak diikat dengan pipa karet, sehingga kadang-kadang tertutup sebentar karena tangan teman-teman yang melakukan praktikum kelelahan memegang klep korek gas. *elain itu, gas dan suhu juga sangat mempengaruhi keadaan suatu gas. >eadaan gas yang diukur dalam suhu ruangan tentu jelas berbeda dengan suhu saat keadaan gas tersebut ada dalam keadaan bebas di udara. >emungkinan didalam korek api ter#ampur gas yang lain selain gas butane yang menyebabkan 6r gas butana didalam korek api lebih ke#il dari 6r gas butana murni. /amun perbedaan 6r butana dari hasil per#obaan dengan yang ada di literatur hanyalah sedikit, jadi dapat disimpulkan bahwa praktikum ini sudah berhasil.
VII.
1esi#-ulan
'.
Berdasarkan fisiknya zat dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu & padat, #air dan gas
).
*ifat C sifat fisik gas antara lain & a. !as mempunyai volume dan bentuk menyerupai wadahnya. b. !as dapat dimampatkan. #. ;arak antara partikel gas sangat berjauhan.
9
d. !as peka terhadap perubahan temperatur dan tekanan. e. !as memiliki tekanan yang sama dalam segala arah. f.
!as bila di dinginkan akan mengembun.
g. (artikel gas yang bergerak memiliki @nergi kinetik. +.
9olume ' mol gas pada suhu dan tekanan tertentu dinyatakan dengan volume molar gas.
.
9olume molar standar adalah volume molar gas apabila pengukuran dilakukan pada tekanan ' atm atau pada suhu 4 4.
A.
Rumus umum persamaan gas ideal & P . V * n. R . T
3.
9olume molar gas dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur.
2.
(ersamaan umum dari gas dapat dinyatakan dalam berbagai hukum, antara lain & a. Hukum Boyle & (ada suhu yang tekanan konstan volume gas berbanding terbalik dengan tekanan. b. Hukum harles & (ada tekanan yang tetap volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya. #. Hukum !ay "ussa# & (ada volume yang tetap tekanan berbanding lurus dengan suhunya. d. Hukum $vogadro & (ada suhu dan tekanan yang tetap, gas yang bervolume sama mengandung jumlah mol yang sama.
10
<.
%ari hasil perhitungan per#obaan ini diperoleh massa ' mol=6r gas butana adalah A+,3 gr=mol sedangkan menurut literatur 6r butana murni adalah A< gr=mol. erdapat sedikit ketidaksesuaian dalam per#obaan ini yang mungkin disebabkan oleh beberapa hal, antara lain & a. >etidaktepatan dalam memperkirakan volume #airan butana yang digunakan. b. >etidaktepatan dalam pengukuran massa korek api awal dan akhir pun dapat menyebabkan ketidaksesuaian ini dan nera#a yang digunakan mengalami gangguan 0rusak1. #. >lep dari korek gas tidak diikat dengan pipa karet, sehingga kadang-kadang tertutup sebentar karena tangan pratikan kelelahan memegang klep korek gas. d. !as dan suhu juga sangat mempengaruhi keadaan suatu gas. >eadaan gas yang diukur dalam suhu ruangan tentu jelas berbeda dengan suhu saat keadaan gas tersebut ada dalam keadaan bebas di udara. e. >emungkinan didalam korek api ter#ampur gas yang lain selain gas butana.
11
Daftar Pusta"a hang, Raymond. )44. Kimia asar ! Konsep"Konsep Inti, Edisi Ketiga. ;akarta & @rlangga. http&==www.#hem-is-try.org=materiGkimia=kimia-sma-ma=volum-molar-gas-dalam-keadaantertentu-dan-keadaan-menga#u-pada-keadaan-gas-lain-serta-definisi-molaritas-larutan= 0%iakses pada tanggal )< /ovember )4'+1 im "aboratorium >imia %asar. )4'). Penuntun Praktikum Kimia asar I. Bukit ;imbaran & ;urusan >imia, 65($, Universitas Udayana.
12
La#-iran A. Pertan&aan )
!as yang keluar dari sumber gas ditampung sebanyak ',+4 liter. Berat gas tersebut adalah ), gram. Bila suhu dan tekanan pada kondisi tersebut adalah )2 4 dan tekanan 2) #mHg. Hitunglah massa ' mol gas tersebut E B. 4a=a'an )
%iketahui &
9 7 ',+4 liter
m 7 ), gram
7 )2 4 7 +44 >
13
( 7 2) #mHg 7
R 7 4,4<) ".atm= >.mol
7 4,2 atm
%itanya &
6assa ' mol gas atau 6r E
;awab &
(.9 7 n.R.
n7
n7
n 7 4,4A mol
6r 7
6r 7
Mr * 9< gra#+#ol
;adi, massa ' mol gas atau 6r gas tersebut adalah A< gram=mol.
14
