HUKUM KIMIA TENTANG GAS PRODI BIOTEKNOLOGI FAKULTAS ILMU PERTEMUAN 12 ARIYO P. HIDAYANTO PRODI BIOTEKNOLOGI FAKULTAS ILMU KESEHATAN

KEMAMPUAN AKHIR YANG DIHARAPKAN Mahasiswa mampu untuk mendefinisikan serta menguraikan konsep hukum kimia tentang gas

PENDAHULUAN Bentuk wujud (fasa) suatu benda dalam kondisi tekanan dan suhu tertentu dibedakan menjadi tiga yaitu padat, cair, dan gas Gas memiliki sifat yang paling berbeda dibandingkan dengan wujud padat dan cair, karena gas memiliki sifat sifat : Pergerakan molekul gas sangat acak Setiap molekul gas dapat bergerak dengan bebas dan tidak saling terikat dengan molekul lainnya Sangat sensitif terhadap perubahan suhu dan tekanan Cenderung lebih mudah untuk mendeteksi perilaku gas dibandingkan padatan dan cairan

PENDAHULUAN Planet kita disusun sebagian besar oleh gas dengan komposisi volume 78 % berupa Nitrogen (N2), 21 % Oksigen (O2) serta 1 % gas lain seperti CO2 Dewasa ini, kimia gas menjadi subyek yang sangat penting terutama dalam aspek lingkungan, mengingat banyaknya sumber pencemaran yang berasal dari gas Contoh molekul gas : Gas monoatomik : golongan gas mulia (golongan 8A) seperti He, Ne, Ar, Kr, Xe, and Rn Gas diatomik : Hidrogen (H2), Nitrogen (N2), Oksigen (O2), Flor (F2), Klor (Cl2) Gas triatomik : Ozone (O3)

Tabel Unsur Pada Kondisi 25 0C dan 1 atm PENDAHULUAN Tabel Unsur Pada Kondisi 25 0C dan 1 atm

PENDAHULUAN

TEKANAN Sifat gas sebagai suatu wujud dari materi tidak dapat dipisahkan dari suatu variabel yang disebut TEKANAN Tekanan yang diberikan oleh suatu gas akan bekerja ke segala arah pada bidang yang ditekannya. Hal ini disebabkan karena molekul gas bergerak secara konstan Contoh adanya tekanan pada gas : “ Penggunaan sedotan ketika kita meminum sesuatu. Disini akan terjadi adanya fenomena penurunan tekanan udara didalam sedotan yang digantikan oleh kenaikan tekanan atmosfer pada cairan yang kita minum dengan arah keatas” .

TEKANAN Memiliki satuan Pascal yang didefinisikan sebagai satu newton tiap meter kuadrat Selain itu, ada beberapa satuan lain yang berkaitan dengan tekanan : torr dan mmHg yang digunakan dalam pengukuran tekanan atmosfer menggunakan kolom raksa 76 cm pada 0 0C diatas permukaan laut : atm dengan hubungan : atau .

HUKUM PADA GAS Beberapa hukum gas telah ditemukan oleh para ilmuwan setelah beberapa abad Hukum hukum gas tersebut membentuk suatu pondasi kemajuan ilmu kimia khususnya pada kimia fasa gas Beberapa hukum pada gas : Hukum Boyle : hukum hubungan tekanan - volume Hukum Charles dan Gay-Lussac : hukum hubungan suhu - volume Hukum Avogadro : hukum hubungan jumlah volume Persamaan gas ideal Hukum Dalton : hukum untuk menentukan tekanan parsial gas .

HUKUM PADA GAS HUKUM BOYLE Ditemukan oleh Robert Boyle (1627–1691) yang merupakan seoarang kimiawan Inggris Berbunyi “Tekanan gas dengan jumlah tertentu pada suhu konstan, akan berbanding terbalik dengan jumlah volume gas itu” Dinotasikan sebagai berikut : sehingga jika ada dua gas yaitu gas 1 dan gas 2 maka notasi diatas dapat diubah menjadi berikut : .

HUKUM PADA GAS HUKUM CHARLES – GAY LUSSAC Ditemukan oleh Jacques Alexandre Cesar Charles (1746–1823) dan Joseph Louis Gay-Lussac (1778–1850) yang merupakan ilmuwan asal Perancis Hukum ini berbunyi “volume suatu gas dengan jumlah tertentu yang berada pada tekanan konstan, akan berbanding lurus dengan suhu mutlak gas (dalam satuan Kelvin) Dinotasikan sebagai berikut : dalam bentuk lain, dapat dinotasikan : dan

HUKUM PADA GAS HUKUM AVOGADRO Ditemukan oleh ilmuwan Italia bernama Amadeo Avogadro yang melanjutkan studi Boyle, Charles, dan Gay-Lussac pada tahun 1811 Ia menemukan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, gas gas yang berbeda dengan volume yang sama, memiliki jumlah molekul yang juga sama (jika berada pada wujud atom / gas monoatomik) Dinotasikan sebagai berikut : .

HUKUM PADA GAS HUKUM AVOGADRO Contoh pada pembuatan amoniak dari hidrogen dan nitrogen : Dari hasil diatas, pada tekanan dan suhu yang sama, volume gas akan sebanding dengan jumlah mol tiap gas sehingga dapat disimpulkan : .

HUKUM PADA GAS PERSAMAAN GAS IDEAL Diperoleh dengan mengkombinasikan hukum Boyle, Charles dan Avogadro Diperoleh persamaan : dengan : R = tetapan gas n = jumlah mol T = suhu dalam Kelvin .

CONTOH SOAL Hitung tekanan SF6 (Sulfur Heksaflorida) dalam atm, jika gas ini memiliki 1,82 mol dengan volume 5,43 L serta suhu dikondisikan pada 69,58 0C ! Jawab :

CONTOH SOAL Hitung volume (dalam Liter) 7,4 gr NH3 dalam kondisi STP (Standard Temperature and Pressure) ! Jawab : *Pada kondisi STP, volume molar setiap gas adalah sebesar 22,4 L tiap mol gas tersebut, sehingga soal diatas dapat kita sederhanakan sebagai berikut : Konversi dari massa amoniak → jumlah mol amoniak → volume amoniak pada STP Perhitungan : V = namoniak x 22,4 L / mol

STOIKIOMETRI GAS Stoikiometri gas merupakan penerapan hukum hukum gas pada berbagai aplikasi kimia khususnya yang berhubungan dengan penyetaraan reaksi, perhitungan massa serta volume gas yang dihasilkan (pada reaksi komersil) Contoh :

STOIKIOMETRI GAS JAWAB : Karena reaksi diatas sudah sempurna, berikutnya kita anggap bahwa tekanan dan suhu oksigen sama dengan suhu asetilena, sehingga kita dapat menyelesaikan soal ini berdasarkan konsep hukum Avogadro Sehingga jumlah mol gas akan sebanding dengan volumenya. Dari soal kita memperoleh 5 mol O2 ∞ 2 mol C2H2 ; sebanding dengan 5L O2 ∞ 2 L C2H2 Volume oksigen yang bereaksi dengan 7,64 L asetilena :

LATIHAN Anggap tidak ada perubahan pada suhu dan tekanan, hitunglah volume oksigen (dalam L) yang dibutuhkan untuk dapat menyelesaikan reaksi pembakaran 14,9 L butana (C4H10) !