Gas Ideal dan Gas Nyata

 

Nama Kelompok

M.Zaid Fathulloh                                18630105

Melani Saskya Firanda Putri               210603110070

Widya Dhana Juniar Sutanti               210603110081

Gas Nyata dan Gas Ideal

Video penjelasan dapat dilihat melalui link dibawah ini

https://youtu.be/IGtFpYtvLbk

Gas merupakan suatu wujud materi dari tiga wujud materi yang kita ketahui. Materi dapat mengalami perubahan wujud dari padat ke cair atau sebaliknya, cair ke gas atau sebaliknya, dan gas ke padat atau sebaliknya. Perubahan wujud materi disebabkan oleh perubahan suhu atau tekanan. Partikel-partikel materi dapat berupa atom, molekul, atau ion. Partikel selalu bergerak karena memiliki energy kinetik. Kecepatan gerak partikel tergantung pada suhu dan keadaan fisik zar (gas, cair, atau padat). Dalam keadaan gas, partikel bergerak secara acak dan menyebar mengisi seluruh ruangan. Jarak antar partikel gas jauh lebih besar daripada ukuran partikel sehingga gaya tarik-menarik antar partikel sangat kecil dan dapat diabaikan. Kecepatan partikel berubah-ubah karena terjadinya tunbukan antar partikel satu dengan partikel lainnya ataupun partikel dengan dinding wadah. Namun, kecepatan rata-rata partikel gas pada suhu tertentu adalah konstan. Selain itu, gas tidak memiliki bentuk dan volume yang tetap, gas akan selalu mengisi seluruh ruangan.

1.      Pengertian Gas Ideal dan Gas Nyata

Gas ideal adalah gas yang secara sempurna mengikuti hukum-hukum gas. Gas Ideal merupakan sebuah gas yang terdiri dari partikel-partikel titik yang bergerak secara acak dan masing-masing partikel tidak melakukan interaksi. Sedangkan gas Nyata merupakan sebuah gas yang memilki sifat yang menyimpang dari gas ideal dengan artian kebalikan dari sifat gas ideal. Tapi, gas nyata dapat berperilaku seperti gas ideal apabila mengikuti hukum-hukum gas ideal dalam tekanan rendah dan suhu yang tinggi.

2.      Sifat-sifat Gas Nyata dan Gas Ideal

Ø  Sifat-sifat gas ideal

a.       Jumlah partikel gas sangat banyak, tetapi tidak ada gaya tarik menarik (interaksi) antar partikel.

b.      Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah sembarang atau acak.

c.       Ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran ruangan tempat gas berada.

d.      Volume molekulnya sendiri diabaikan terhadap volume ruang yang ditempatinya.

e.       Setiap tumbukan yang terjadi antarpartikel gas dan dinding bersifat lenting sempurna, dan bersifat elastis, sehingga setelah partikel bertumbukan sistem tidak mengalami perubahan energi.

f.       Partikel gas terdistribusi merata di dalam ruangan.

g.      Tekanan disebabkan oleh tumbukan partikel pada dinding tabung.

h.      Berlaku Hukum Newton tentang gerak.

i.        Tidak mengalami kondensasi menjadi bentuk lain karena tidak ada interaksi antar molekul yang dapat menimbulkan daya tarik yang cukup untuk memperkecil jarak antarmolekul.

j.        Tidak mengalami viskositas, hal ini terjadi karena tidak ada interaksi antarmolekul sehingga viskositas di anggap 0.

 

Ø  Sifat-sifat gas nyata

a.       Partikel gas nyata memiliki volume yang sebenarnya, sehingga tidak dapat diabaikan seperti pada gas ideal. Hal ini terjadi karena partikel gas nyata memiliki ukuran dan bentuk yang sebenarnya.

b.      Terdapat gaya tarik menarik antara molekul-molekul gas terutama jika tekanan diperbesar atau volum diperkecil. Partikel gas nyata saling berinteraksi melalui gaya-gaya antar molekul, seperti gaya van der Waals. Gaya-gaya ini mempengaruhi perilaku gas nyata pada tekanan dan suhu tertentu, sehingga gas nyata tidak selalu mengikuti hukum gas ideal.

c.       Gas nyata dapat mengalami kondensasi menjadi bentuk cairan atau padat ketika suhu dan tekanan mereka diubah. Kondensasi dapat terjadi pada gas ketika mereka didinginkan atau ketika tekanannya ditingkatkan.

d.      Gas nyata memiliki viskositas, artinya mereka memiliki hambatan internal terhadap aliran. Viskositas gas meningkat dengan meningkatnya tekanan dan suhu.

 

3.      Hukum-Hukum Gas

Hubungan antara tekanan, temperatur dan volume pada gas telah dibuktikan sedemikian rupa dalam beberapa hukum gas. Hukum-hukum gas ini memungkinkan kita untuk menentukan bagaimana pengaruh yang disebabkan oleh perubahan salah satu faktor terhadap faktor lainnya.

a.      Hukum Boyle

Percobaan ini dilakukan dengan memasukkan sejumlah gas tertentu ke dalam sebuah wadah tertutup.Sampai pendekatan yang cukup baik, Ia menemukan bahwa apabila suhu gasdijaga konstan, maka ketika tekanan gas bertambah, volume gas berkurang. Demikian juga sebaliknya ketika tekanan gas berkurang, volume gas bertambah. Tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas. Hubungan ini dikenaldengan julukan Hukum Boyle.

P    = V      (Massa dan suhu tetap)

b.      Hukum Charles

Menemukan apabila tekanan gas selalu konstan, maka ketika suhu gas bertambah, volume gas juga bertambah. Sebaliknya ketika suhugas berkurang, volume gas juga berkurang. Perubahan volume gas akibat adanya perubahan suhu, terjadi secara teratur sehingga garis pada grafik ini tampak lurus

 

V         =          T

 

c.       Hukum Avogadro

Menyatakan bahwa :

·         Volume yang sama dari gas yang berbeda pada temperatur dan tekanan yangsama mengandung jumlah molekul yang sama.

·         Jumlah molekul yang sama dari gas yang berbeda dibandingkan padatemperatur dan tekanan yang sama menempati volume yang sama

 

Dengan kata lain:

P dan T (tetap)            V = mol (proporsional)

 

d.      Hukum Dalton

Dalton menyatakan “Bila dua unsur dapat membentuk lebih dari satusenyawa, maka perbandingan massa dari unsur yang satu dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat sederhana jika massa unsur yang lainnya dibuat tetap pada beberapa senyawa tersebut”.

 

Total tekanan campuran gas = total tekanan parsial dari berbagai macam gas yang ada pada komponen

e.       Gay Lussac

Ketika tekanan gas bertambah, suhu mutlak gas pun bertambah. Demikian juga sebaliknya ketika tekanan gas berkurang, suhu mutlak gas pun berkurang. Pada volume konstan, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlak gas.

 

P = T (Tekanan berbanding lurus dengan suhu)

 

 

 

 

4.      Persamaan Gas Ideal dan Gas Nyata

a.       Gas Ideal

Gas ideal adalah suatu gas yang muncul dari imajinasi manusia (dalam kehidupan sehari-hari tidak pernah ditemukan), meskipun gas ideal merupakan suatu gas yang diidealkan oleh manusia, secara real gas ideal tidak ditemukan di permukaan bumi. Untuk memberikan gambaran tentang keadaan gas ideal para ahli memberikan deskripsi, baik secara makroskopis maupun secara mikroskopis. Secara makroskopik gas ideal adalah gas yang memenuhi atau tunduk pada persamaan Boyle-Gay Lussac, dengan persamaan:

 

PV = nRT

P = Tekanan

V= Volume

R= Konstanta gas (0,082 L.atm/mol atau 8,314 J/Kmol)

n= Jumlah mol gas

T= Suhu

b.      Gas Nyata

Fisikawan Belanda JohannesDiderik van der Waals (1837-1923) mengusulkan persamaan keadaan gas nyata,yang dinyatakan sebagai persamaan keadaan van der Waals atau persamaan vander Waals. Ia memodifikasi persamaan gas ideal dengan cara sebagai berikut: dengan menambahkan koreksi pada p untuk mengkompensasi interaksi antar molekul; mengurangi dari suku V yang menjelaskan volume real molekul gas. Persamaan van der Wals :

 

 

 

Keterangan:

P = Tekanan

V= Volume

R= Konstanta gas (0,082 L.atm/mol atau 8,314 J/Kmol)

n= Jumlah mol gas

T= Suhu

a,b= Konstanta Van Der Waals

 

 

 

 

 

 

Konstanta Van Der Waals:

           

5.      Perbedaan Gas Ideal dan Gas Nyata

Gas nyata dan gas ideal memiliki beberapa perbedaan sebagai berikut

a.       Volume: Partikel gas ideal dianggap sebagai titik dengan volume nol, sedangkan partikel gas nyata memiliki volume yang sebenarnya.

b.      Interaksi antar partikel: Gas ideal dianggap sebagai partikel yang tidak berinteraksi satu sama lain, sedangkan partikel gas nyata saling berinteraksi melalui gaya antar molekul, seperti gaya van der Waals.

c.       Hukum gas ideal: Gas ideal mengikuti hukum gas ideal dengan sempurna, yaitu bahwa tekanan, volume, dan suhu berbanding lurus. Sedangkan gas nyata dapat mengalami deviasi dari hukum gas ideal pada tekanan dan suhu tertentu.

d.      Kondensasi: Gas ideal tidak mengalami kondensasi menjadi cairan atau padat karena partikel gas ideal dianggap sebagai titik tanpa volume. Sedangkan gas nyata dapat mengalami kondensasi menjadi bentuk cairan atau padat ketika suhu dan tekanan mereka diubah.

e.       Viskositas: Gas ideal tidak memiliki viskositas karena partikel gas ideal dianggap tidak berinteraksi satu sama lain. Sedangkan gas nyata memiliki viskositas karena partikel gas nyata saling berinteraksi melalui gaya antar molekul.

 

 

6.      Faktor-faktor yang mempengaruhi gas nyata mendekati gas ideal

Beberapa faktor yang dapat membuat gas nyata mendekati sifat-sifat gas ideal antara lain:

a.       Tekanan rendah dan suhu tinggi: Pada tekanan rendah dan suhu tinggi, gaya tarik antarmolekul gas menjadi lebih kecil sehingga interaksi antarmolekul yang dapat mempengaruhi sifat-sifat gas menjadi kecil.

b.      Jarak antarmolekul yang besar: Gas yang memiliki molekul yang cukup jauh-jauh jarak antarmolekulnya, sehingga interaksi antarmolekul menjadi sangat kecil dan gas ini dapat mendekati sifat gas ideal.

c.       Ukuran molekul yang kecil: Gas yang memiliki molekul yang sangat kecil cenderung lebih mendekati sifat gas ideal karena gaya tarik antarmolekul menjadi lebih kecil.

 

7.      Contoh Soal Gas Ideal dan Gas Nyata

Contoh 4.1

Sejumlah gas ideal memiliki volume 5,6 L pada temperatur 25oC dan tekanan 5 atm, memuai hingga volumenya menjadi 11,2 L. Bila temperatur akhir menjadi 40oC, berapa (atm) tekanan akhir gas tersebut?

Jawab:

 

                                                                               

 

 

 

Pada proses ini hanya jumlah gas yang tetap, dengan menggunakan persamaan:

           

           

Contoh 4.2

Sejumlah gas di ekspansi dari tekanan 750 torr menjadi 250 torr pada temperature tetap. Bila volume mula-mula adalah 10dm³, hitung volume akhir

Jawab:

Dengan menggunakan persamaan p₁v₁= p₂v₂, maka:

 

Contoh 4.3

Hitung tekanan yang dihasilkan oleh 2 dm³ mol^-1 etana pada 27◦c bila mengikuti persamaan van der Waals, a= 5,489 dm⁶ atm mol^-2, b= 0,0638 dm³ mol^-1. Bandingkan harganya bila gas adalah ideal.

Jawab:

  

               =

Dari persamaan gas ideal

           

               

Contoh 4.4

Bila 4 g O₂ dan 10 g N₂ pada 27◦c dimasukkan dalam wadah bervolume 4L, tentukan: (a) fraksi mol N₂ dan O₂, (b) tekanan parsial, (c) tekanan total

Jawab:

Berdasarkan persamaan gas ideal:

          , dengan n= jumlah mol total, maka tekanna total gas:

           

 

Sehingga,

Contoh 4.5

Suatu sampel 10 mol karbon dioksida dimasukkan dalam wadah 20 dm³ dan diuapkan pada temperature 47⁰C. Hitung tekanan karbon dioksida sebagai gas nyata

Jawab:

(P+

(P+

(P+(19,5733) = 262,4

(P+0,91) = 13,406         p = 12,496 atm

 

 

DAFTAR PUSTAKA

Abdillah, M. F., Garendi, Y. B., Prahasto, D. H., & Amirudin, A. Y. (2020). Makalah Termodinamika Gas Ideal Dan Gas Nyata (Issue 1502619059).

La Kilo, A. (2018). Kimia Anorganik: Struktur dan Kereaktifan.