WUJUD ZAT 1. WUJUD GAS 2. HUKUM GAS 3. HUKUM GAS IDEAL 4. GAS NYATA 5. BAB 4. WUJUD ZAT 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. WUJUD GAS HUKUM GAS HUKUM GAS IDEAL GAS NYATA CAIRAN DAN PADATAN GAYA ANTARMOLEKUL TRANSISI FASA DIAGRAM FASA

GAS CAIRAN PADATAN WUJUD ZAT: PERMEN (sukrosa) C12H22O11 (s) + 8KClO3 (aq) 8KCl (aq) + 11H2O (g) + 12CO2 (g)

- WUJUD DIANTARA CAIRAN DAN • SELAIN WUJUD GAS, CAIRAN, DAN PADATAN, WUJUD ZAT LAINNYA : PLASMA - MIRIP WUJUD GAS - PARTIKEL BERMUATAN - MISAL : PETIR KRISTAL CAIR : - WUJUD DIANTARA CAIRAN DAN PADATAN (KRISTAL) - MISAL : LCD (MONITOR/DISPLAY KRISTAL CAIR) •

4.1 WUJUD GAS SEMUA GAS MEMILIKI SIFAT UMUM YANG SAMA : • GAS DAPAT DITEKAN • GAS MENIMBULKAN TEKANAN PADA KONDISI SEKELILINGNYA • GAS MENGEMBANG DAN MENEMPATI VOLUME YANG TERSEDIA • GAS MAMPU BERCAMPUR SEMPURNA DENGAN GAS LAIN • GAS DAPAT DIJELASKAN MENGGUNAKAN PARAMETER SUHU DAN TEKANANNYA.

4.2 HUKUM GAS Hukum Gas Ideal : Hukum Boyle : V ~ 1/P (T & n tetap) Hukum Charles : V ~ T (P & n tetap) Hukum Avogadro : V ~ n ( P & T tetap) Hukum Gas Ideal : V ~ nT/P = RnT/P PV = nRT R = 0,082058 L atm mol-1 K-1 R = 8,3145 J mol-1 K-1

4.3 HUKUM GAS IDEAL PV = nRT KEADAAN STP (suhu dan tekanan • standar): suhu 0 oC ( 273,25 K) tekanan 1 atm VOLUME MOLAR STANDAR volume 1 mol gas = 22,414 L •

CONTOH 4.1 Konversikan hasil pembacaan tekanan 736 mm Hg ke dalam unit: (a) atm, (b) torr, (c) kPa, (d) bar, (e) psi Penyelesaian (a) atm: 736 mm Hg x 1 atm/760 mm Hg =0,968 atm (b) torr: 736 mm Hg x 760 torr/760 mm Hg = 736 torr (c) kPa: 736 mm Hg x 101,3 kPa/760 mm Hg = 98,1 kPa (d) bar: 736 mm Hg x 1,013 bar/760 mm Hg = 0,981 bar (e) psi: 736 mm Hg x 14,7 psi/760 mm Hg = 14,2 psi

Gas menempati volume 12 liter dengan tekanan 1,2 atm. CONTOH 4.2 Gas menempati volume 12 liter dengan tekanan 1,2 atm. Berapakah volume jika tekanannya naik menjadi 2,4 atm ? Penyelesaian V1 = 12 L V2 = ? L P1 = 1,2 atm P2 = 2,4 atm Hukum Boyle : P1V1 = P2V2 P1V1 P2 (1,2atm)(12L) 2,4atm V2 = = V2 = 6,0 L

Sampel gas nitrogen menempati volume 117 mL pada 100,0 CONTOH 4.3 Sampel gas nitrogen menempati volume 117 mL pada 100,0 oC. Pada suhu berapa (oC) volume yang ditempati gas 234 mL jika tekanannya tidak berubah ? Penyelesaian V1 = 117 mL T1 = 373,0 K V2 = 234 mL T2 = ? Hukum Charles : V1/T1 = V2/T2 V2T1 (234mL)(373K) V1 117 mL T2 = = T2 = 746 K (473 oC)

CONTOH 4.4 Balon cuaca yang diisi dengan helium mempunyai volume 1,0 x 104 L pada 1,00 atm dan 30 oC. Balon ini naik sampai ketinggian yang tekanannya turun menjadi 0,60 atm dan suhunya -20 oC. Berapa volume balon sekarang ? Penyelesaian P V = P V 1 1 2 T1 T2 2 1,00 atm 0,60 atm 253 K 303 K = 1,0x10 L ( V 4 ) ( ) 2 V2 = 1,4 x 104 L

RT PA = nA V • HUKUM DALTON: parsial salah satu komponen, A ialah CAMPURAN GAS • HUKUM DALTON: Tekanan total adalah jumlah tekanan parsial setiap gas. Untuk campuran gas pada tekanan rendah, tekanan parsial salah satu komponen, A ialah RT V PA = nA

TEORI KINETIK GAS 1. Gas murni terdiri atas sejumlah besar molekul yang sama yang letaknya sangat berjauhan dibandingkan dengan ukurannya. 2. Molekul gas terus-menerus bergerak dalam arah acak dengan kelajuan yang berbeda-beda. 3. Molekul-molekul tidak menimbulkan gaya jika tidak berbenturan, dan geraknya lurus dengan kecepatan tetap. 4. Tumbukan molekul dengan dinding wadah bersifat elastik; tidak ada energi yang hilang selama tumbukan..

4.4 GAS NYATA Persamaan van der Waals 2 V 2 V nRT V−nb n P = −a 2

KONSTANTA VAN DER WAALS Tergantung jenis gas Senyawa a (L2 atm mol-2) He 0,03421 b (L mol-1) 0,02370 H2 O2 N2 CH4 0,0244 1,360 1,390 2,253 0,02661 0,03183 0,03913 0,04278 H2O 5,464 C2H5OH 12,02 0,03049 0,08407

4.5 CAIRAN DAN PADATAN • CAIRAN: VOLUME TETAP TETAPI DAPAT MENGALIR SESUAI BENTUK WADAH • PADATAN : VOLUME DAN BENTUK TETAP CAIRAN - Tegangan permukaan gaya kohesi (sejenis) gaya adhesi ( tidak sejenis) - VISKOSITAS - DIFUSI (gas > cairan > padatan)

PADATAN GRAFIT : - ikatan sp2 dan p pada atom C - konduktor arus listrik - bahan baku pensil INTAN : - ikatan sp3 pada atom C - nonkonduktor - benda alam terkeras, tc = 3500 oC SILIKA : - SiO2 , tetrahedral - kuarsa (sangat keras) - bahan baku gelas

4.6. GAYA ANTARMOLEKUL (1) GAYA VAN DER WAALS gaya dispersi (gaya London) POLARISABILITAS ↑ - BOBOT MOLEKUL (BM)↑ - PANJANG MOLEKUL ↑ - TITIK DIDIH ( td) TITIK CAIR ↑ TITIK DIDIH : He (4 K) < Rn (221 K) neopentana (9,5 oC) < n-pentana (36,1 oC)

Susunlah zat-zat berikut ini berdasarkan kenaikan CONTOH 4.5 Susunlah zat-zat berikut ini berdasarkan kenaikan titik didihnya: Cl2, H2, N2, F2. Penyelesaian Titik didih akan naik dengan kenaikan BM H2 < N2 < F2 < Cl2 Titik Didih : H2 N2 F2 Cl2 = -253 oC -196 oC - 88 oC - 34 oC

(2) INTERAKSI DWIKUTUB-DWIKUTUB TITIK DIDIH SENYAWA POLAR > NONPOLAR n-butana, BM = 58, nonpolar td 0,5 oC dan tc -138,3 oC aseton, BM = 58, polar td 56,5 oC dan tc -94,8 oC td cis > trans : trans-dikloroetilena, nonpolar td 47,7 oC cis –dikloroetilena, polar td 60,3 oC

elektronegatif) H O O …… H H (3) IKATAN HIDROGEN. • Atom H ……..O, N, F (atom sangat elektronegatif) H O O …… H H H perhatikan titik didih H2O, HF, dan NH3

Titik Didih Senyawa Hidrida Golongan 4A, 5A, 6A, dan 7A

STRUKTUR ES Setiap molekul air terikat dengan empat molekul air terdekat melalui ikatan hidrogen (garis terputus)

4.7. TRANSISI FASA Enam transisi fasa terjadi di antara ketiga wujud zat

KURVA TEKANAN UAP BEBERAPA ZAT CAIR

4.8. DIAGRAM FASA beku didih

Titik didih normal : 100 oC (1 atm) DIAGRAM FASA AIR • Titik beku normal : 0 oC (1 atm) Titik didih normal : 100 oC (1 atm) T = Titik tripel : +0,01 oC, 0,006 atm C = Titik kritis : 374,2 oC, 218 atm TB = kurva peleburan TC = kurva tekanan uap AT = kurva sublimasi

DIAGRAM FASA Ar, CO2, dan H2O

1. Pada suhu 70 oC suatu sampel gas memiliki volume 550 mL. Jika volume gas tadi direduksi menjadi 500 mL, pada suhu berapa gas harus didinginkan? 2. Asam klorida direaksikan dengan logam magnesium sbb: 2HCl (aq) + Mg (s) → MgCl2 (aq) + H2 (g) Reaksi ini menghasilkan gas hidrogen sebanyak 37,6 mL pada tekanan 760 torr dan suhu 20oC. Hitung berapa banyak magnesium yang direaksikan 3. Berapakah volume yang ditempati oleh 0,136 gram gas O2 pada suhu 20oC dan tekanan 748 torr

4. Sebutkan jenis gaya tarik menarik antarmolekul (dwikutub-dwikutub, London, ikatan hidrogen) yang ada pada molekul : (a) HF, (b) PCl3, (c) SF6, (d) SO2 5. Berikut adalah tekanan uap beberapa senyawa yang diukur pada suhu 20oC. Susunlah senyawa-senyawa berikut mengikuti kenaikan gaya tarik menarik antarmolekul. Benzena (C6C6) 80 torr Asam asetat (HC2H3O2) 11,7 torr Aseton (C3H6O) 184,8 torr Dietil eter (C4H10O) 442,2 torr Air (H2O) 17,5 torr

6. Urutkan zat berikut dengan titik didih normal, td, meningkat dan jelaskan alasan Anda: NO, NH3, Ne, RbCl. 7. Buatlah sketsa diagram fasa dari suatu senyawa yang memiliki titik tripel pada 15,0oC dan 0,30 atm, melebur pada – 10oC pada 1 atm dan memiliki titik didih normal 90oC.