ASAS KEADAAN YANG BERSESUAIAN IANATUL UMMAYYAH (13630094) JURUSAN KIMIA UIN MAULANA MALIK IBRAHIM MALANG

Perbedaan gas nyata dan gas ideal Gas nyata berbeda dari gas ideal karena terdapat interaksi di antara molekul-molekulnya. Gaya tolakan cukup berpengaruh saat molekul-molekul akan saling bertumbuk khususnya pada tekanan sangat tinggi. Gas pada tekanan tinggi, gas yang kurang dapat terkompresi Gaya tarik yang akan bekerja saat jarak antar molekul yang relatif jauh (beberapa kali diameter molekul) Gas pada tekanan menengah yang lebih dapat ditekan karena gaya tarik lebih dominan. Pada tekanan rendah, baik gaya tolakan maupun tarikan tidak lagi berpengaruh sehingga mendekati gas ideal.

Faktor pemampatan (kompresi), Z Faktor kompresi, Z, : Rasio volume molar aktual suatu gas dibandingkan terhadap volume molar gas tersebut pada T & P yang sama Z= 𝑉𝑚 𝑉 0 𝑚 dimana Vm = V/n Menggunakan hukum gas ideal, pVm = RTZ atau PV = nRTZ

Faktor Kompresi, Z Faktor kompresi suatu gas merupakan ukuran penyimpangan dari keadaan ideal Tergantung pada tekanan (pengaruh gaya tolakan atau tarik) z = 1 pada tekanan rendah, berkelakuan secara ideal z < 1 pada tekanan sedang maka gaya tarikan dominan, z > 1 pada tekanan tinggi terlihat gaya tolakan dominan

P = 𝑛𝑅𝑇 𝑉−𝑛𝑏 - 𝑛 2 𝑎 𝑉 2 Koreksi untuk gayatarikan molekular Gaya tarik menarik antar molekul akan mengurangi gaya tumbukan padadinding wadah yaitu sebanding dengan konsentrasi molar molekul gas (n/V). Karena p tergantung pada frekuensi tumbukan dg dinding dan gaya tiap tumbukan, 24maka tekanan gas riil berkurang sebanding dengan (n/V)2. Sehingga : p V = nRT menjadi (p + an2/v2) V = n R T Koreksi untuk tolakan molekular Gaya tolak menolak antarmolekul menyebabkan volume molekul gas walaupun kecil tidak dapat diabaikan. Molekul gas tidak lagi bergerak bebas dalam wadah dengan volume V, tetapi dalam ruangan yang lebih kecil (V –nb) Sehingga : p V = nRT menjadi p (V – nb) = nRT

Istilah a/Vm disebut tekanan internal gas. Persamaan gas akan menjadi: (𝑝+ 𝑎 𝑉 2 ) (V-nb) = nRT ………………….(1) dapat disusun ulang dengan menggunakan sifat distribusi, kemudian hasilnya dikalikan dengan V2/P s sehingga diperoleh persamaan van der Waals dalam bentuk lain, yaitu V3 – (b + 𝑅𝑇 𝑃 )V2 + 𝑎 𝑃 V - 𝑎𝑏 𝑃 = 0 ……………….. (2)

Persamaan (2) adalah persamaan volum pangkat tiga, yang berarti bahwa untuk P dan T tertentu ada 3 nilai volum, misalnya pada Pe dan T2 dalam Gambar di bawah ini. Pada ketiga volum tersebut ada kesetimbangan antara fasa cair dan uap. Daerah kesetimbangan 2 fasa tersebut makin menyempit dengan naiknya temperatur, sehingga akhirnya tercapai temperatur dan tekanan kritis, yakni T dan P di mana gas tak mungkin dikondensasi. Volum pada keadaan ini disebut volum kritis, diberi simbol Vc.

Konstanta Kritis Untuk kasus CO2 pada isoterm T 404,19K atau 31,04 oC, terdapat keadaan istimewa pada teori keadaan materi, yang disebut temperatur kritis (Tc). Pada kondisi ini dua fasa cair dan gas tidak berlangsung dan berimpit pada satu titik tunggal, tanda * di kurva, yang disebut sebagai titik kritis. Kondisi pada titik kritis ini dinamakan konstanta kritis meliputi : Temperatur kritis (Tc) Tekanan kritis (Pc) Volume molar kritis (Vc) Di atas Tc hanya ada fase gas, jadi fase cairan suatu zat tidak mungkin terbentuk

Konstanta Kritis Untuk Variasi Gas

Nilai volum kritis dapat diperoleh dengan cara menggunakan sifat turunan pertama dan kedua dari persamaan van der Waals yang dinyatakan dalam keadaan kritis, sehingga Persamaan menjadi Pc = 𝑅 𝑇 𝑐 𝑉 𝑐 −𝑏 - 𝑎 𝑉𝑐2 ………..(3)

Konstanta kritis menunjukkan sifat khusus suatu gas, sehingga apabila dibuat skala menggunakan sifat ini sebagai ukuran maka sifat-sifat beberapa gas dapat dibandingkan. Substitusi nilai-nilai a, b, dan R (3) ke dalam persamaan van der Waals menghasilkan persamaan: P = 8 𝑃 𝑐 𝑉 𝑐 𝑇 3 𝑇 𝑐 𝑉− 𝑉 𝑐 /3) - 3 𝑃 𝑐 𝑉 𝑐 2 𝑉 2 Persamaan ini dapat disusun ulang menjadi : 𝑃 𝑃 𝑐 = 8 (𝑇/ 𝑇 𝑐 ) 3 𝑉− 𝑉 𝑐 −1 − 3 (𝑉/ 𝑉 𝑐 ) 2

Variabel Tereduksi Sebagai skala relatif untuk membandingkan sifat beberapa obyek Menggunakan konstanta kritis sebagai sifat fisik suatu gas maka akan diperoleh skala baru. 1. Tekanan tereduksi : Pr = 𝑃 𝑃 𝑐 2. Volume tereduksi : Vr = 𝑉 𝑚 𝑉 𝑐 3. Temperatur tereduksi : Tr = 𝑇 𝑇 𝑐 Pengamatan yang mewujudkan gas nyata pada volume dan temperatur yang sama melakukan tekanan tereduksi yang sama disebut asas keadaan yang bersesuaian.

Sehingga persamaan (1.49) di atas menghasilkan bentuk persamaan keadaan baru. Pr = 8 𝑇 3𝑉 𝑟 −1 − 3 𝑉 𝑟 2

Asas Keadaan yang bersesuaian Faktor pemampatan empat gas digambarkan menggunakan varibel tereduksi.