SIFAT FISIK DAN KEADAAN BAHAN MODUL 13 SIFAT FISIK DAN KEADAAN BAHAN Sifat Gas Zat dapat berada dalam tiga bentuk fisik yang berbeda yaitu: padat, cair dan gas. Pada akan dibicarakan sifat-sifat fisik dan kimia yang khas dari bentuk zat dan perubahan bentuk yang terjadi di antara mereka. Bagian ini khusus mengenai bentuk gas dimana gaya tarik-menarik molekulnya—yaitu gaya tarik-menarik suatu molekul dengan molekul lainnya—sangat lemah. Gaya yang lemah ini menyebabkan inolekul-molekul dapat bergerak dengan cepat dan bebas sehingga gerak-gerik fisik dari gas hampir tak tergantung dari komposisi kimianya. Bahkan gerak-gerik dari gas dikendalikan oleh volume, tekanan, suhu dan jumlah molnya. Karena variabel-variabel ini kepen- tingannya sangat tinggi, pembicaraan akan dimulai dengan penggunaan variabel- variabel ini pada bentuk gas. Volume dan Tekanan Bila gas dimasukkan ke dalam suatu wadah, molekul-molekulnya akan bergerak secara bebas dan akan menempati seluruh volume wadah tersebut. Akibatnya volume gas selalu diberikan berdasarkan volume dari wadahnya. Karena gas akan bercampur satu sama lain secara bebas, bila ada beberapa macam, gas dalam campuran, maka volume dari tiap komponen sama dengan volume wadah yang ditempati seluruh macam gas. Tekanan didefenisikan sebagai gaya per satuan luas; merupakan jumlah intensif yang didapat sebagai hasil perbandingan dua kuantitas ekstensif yaitu gaya dan luas. Misalnya bila suatu gaya sebesar 100 lb diberikan pads sebuah piston dengan luas 100 inci2, tekanan tiap inci2adalah 100-1b/100 inci2 = 1 lb/inci2 (1 pound per inci2 atau 1 psi). Suatu gaya 1 lb yang menaikkan luas 1 inci2 tekanannya akan sama dengan gaya 100 lb yang menekan 100 inci2 100 lb/ 100 inci2 = 1ilb/inci2 Bila gaya sebesar 100 lb ditekankan pada luas yang kecil misalnya 1 inci2, tekanannya akan besar sekali (Gambar 11.1). Sekarang tekanannya adalah 100 Ib/inci2 = 100 psi. Ketergantungan dari tekanan pada gaya dan luas kemana dilakukan dialami oleh orang yang pernah menginjak paku. Seseorang yang beratnya 110 lb bila menginjak paku kecil yang ujungnya mempunyai luas 0,01 inci2 akan merasakan, bagaimana besamya tekanan sebesar 11.000 psi! Tekanan ini sudah lebih dari cukup untuk paku menusuk kulitnya. http://www.mercubuana.ac.id

Tinggi kolom air raksa, h, dalam tabung gelas ternyata tak tergantung dari diameter dan panjang tabung gelas, asal saja tabungnya cukup panjang untuk ruangan vakum di atas air raksanya, tetapi tinggi dari air raksanya dapat berubah, tergantung dari perubahan tekanan atmosfir. Misalnya bila akan ada angin topan, tekanan atmosfir akan turun, maka tinggi kolom h akan lebih pendek. Temyata yang dilaporkan pada laporan cuaca melalui radio dan TV mengenai tekanan barometer adalah tinggi dari kolom air raksa tersebut umumnya dalam centimeter (cm Hg) air raksa. Bila tinggi dari kolom air raksa dalam .tabung tak berubah, maka tekanan yang disebabkan kolom air raksa tepat sesuai dengan tekanan atmosfir dapat kita nyatakan dengan tinggi dari kolom air raksa. Pada permukaan laut tingginya berkisar sekitar 760 mm, sehingga angka ini yang mendasari defenisi dari standar satuan tekanan yang disebut standar atmosfir (atm). Defenisi mula-mula dari standar atmosfir sama dengan tekanan yang dilakukan kolom air raksa setinggi 760 mm pada permukaan air laut dan pada temperatur 0°C. 1 atm = 760 mm Hg Dalam satuan Inggris satuan tersebut sama dengan tekanan sebesar 14,7 lb/inci2. Untuk satuan internasional (SI) tekanan adalah Pascal (Pa) didefenisikan sebagai 1 newton (satuan Internasional untuk gaya) per meter persegi. I Pa = 1 N/m2 (Simbol untuk newton N). Setelah diperkenalkan satuan Internasional, defenisi standar atmosfir diubah dalam istilah pascal, sehingga defenisinya sekarang atm = 101.325 Pa= 101,325 kPa Satuan yang lebih kecil dari tekanan, yang biasa digunakan dalam percobaaan adalah torr, berasal dari name Evangelista Torricelli, yang menemukan barometer. Defenisinya adalah 760 torr sesuai dengan 1 atm. Tekanan barometer yang normal pada permukaan laut kira-kira 29,9 inci air raksa. 1 atm = 760 torr Untuk semua pengukuran tekanan gas, 1 torr dapat dianggap sama dengan tekanan oleh kolom air raksa setinggi 1 mm. I torr = 1 mm Hg Dalam laboratorium kimia lebih mudah untuk menggunakan satuan torr dan atm dari http://www.mercubuana.ac.id

Sehingga Pgas = Patm - PHg Sehingga bila Pgas < Patn maka tekanan gas dari sistim didapat dari hasil pengurangan tekanan atmosfir dengan perbedaan tinggi kolom air raksa. Suatu manometer tertutup, pada Gambar berikut sering digunakan untuk mengukur tekanan gas yang rendah karena ukurannya kecil. Terdiri dari tabung U dengan salah satu tangannya tertutup mati. Bila tabung di sebelah kanan yang tertutup pendek dan tabung di sebelah kiri dibuka ke udara terbuka, maka air raksa akan mengisi tabung sebelah kanan seluruhnya. Kemudian bila manometer ini dihubungkan dengan alas yang berisi gas yang mempunyai tekanan rendah itu, air raksa pada tabung sebelah kanan akan turun (Gambar b). Pada permukaan yang ditentukan, tekanan pada tabung sebelah kiri sama dengan tekanan gas Pgas , sedangkan pada tabung sebelah kanan pada permukaan yang sama, tekanannya adalah PHg, karena ruang di atas air raksa adalah vakum. Bila kolomnya tetap, tekanannya adalah Pgas. = PHg. Sehingga tekanan dari gas diukur dengan mengambil perbedaan dari tinggi air raksa dikedua tabung manometer. Salah satu keunggulan dari penggunaan manometer tertutup adalah kita tidak perlu mengukur tekanan atmosfir secara. terpisah. Suatu manometer tertutup dapat dibuat secara sederhana untuk pengukuran tekanan yang rendah. (a) Bila tekanan gas sama dengan tekanan atmosfir, bila tabungnya pendek, air raksa akan didorong sampai memenuhi seluruh tabung sebelah kanan. (b) Tekanan gas dapat diukur langsung, bila jauh lebih kecil dari tekana Pada soal-soal dengan manometer terbuka, lebih balk digambarkan alatnya, bare ditentukan tekanan gas tersebut adalah tekanan atmosfir harus ditambah atau dikurangi dengan perbedaan tinggi air raksa. Penggunaan Cairan Lain Selain Air Raksa dalam Manometer http://www.mercubuana.ac.id