BS5-Ch. 10
Bab 10 Sifat-sifat Gas Brady and Senese 5th Edition110.1
Familiar properties of gases can be explained at the molecular
level2IndexSifat-sifat gas dapat dijelaskan pada tingkat
molekulTekanan adalah sifat gas yang dapat diukurHukum-hukum gas
merangkum pengamatan eksperimenVolume gas yang digunakan dalam
menyelesaikan masalah stoikiometriHukum gas ideal menghubungkan P,
V, T, dan jumlah mol gas, nDalam suatu campuran gas masing-masing
memberi tekanan parsialnya sendiriEfusi dan difusi gas mengarah ke
hukum GrahamTeori kinetik molekul menjelaskan hukum gasGas sejati
tidak mematuhi hukum gas ideal dengan sempurna210.1 Familiar
properties of gases can be explained at the molecular
level3Sifat-sifat GasApakah bentuk dari udara dalam balon?Gas
memiliki bentuk yang tidak tertentuBerapakah volume gas dalam
balon?Mereka memiliki volume yang tidak tertentuMengapa gelembung
naik dalam cairan?Pada suhu kamar, udara memiliki kerapatan 1,3 g /
L air memiliki kerapatan 1,0 g / mLMengapa balon udara panas
membubung naik?Udara panas kurang padat daripada udara dingin 310.1
Familiar properties of gases can be explained at the molecular
level4Bagaimana Model Molekuler Menjelaskan Ini?Gas sepenuhnya
mengisi wadahnya:Gas berada dalam gerakan konstan acakGas memiliki
kerapatan rendah dan mudah untuk ditekanMolekul gas sangat
berjauhanGas yang mudah berkembangMolekul gas tidak sangat kuat
menarik satu sama lain
4FIG. 10.1 A gas viewed at the molecular level. Simple
qualitative observations of the properties of gases lead us to
conclude that a gas is composed of widely spaced molecules that are
in constant motion. Collisions of molecules with the walls produce
tiny forces that, when taken all together, are responsible for the
gas pressure.
10.1 Familiar properties of gases can be explained at the
molecular level5Your Turn!Manakah dari pernyataan berikut ini
mungkin benar mengenai aroma dari botol parfum yang terbuka?aroma
hanya terdeteksi di atas botolaroma terdeteksi ke segala arah dari
botol
10.2 Pressure is a measured property of gases6Apakah Tekanan
itu?Gaya tumbukan gas yang didistribusikan ke seluruh area
permukaan dinding wadah; P = gaya/luasSatuan : 1 atmosfer (atm) =
760 mm Hg = 760 torr = 1.01325 105 Pascal (Pa) = 14.7 psi = 1013
millibar (mb)Diukur dengan barometerP = g d hd = kerapatan cairang
= percepatan gravitasih = ketinggian kolomMengapa menggunakan
merkuri?
6The barometer was invented by Evangelista Torricelli in
1643Chem FAQs: What pressure units are commonly used in chemistry?
How can the pressure exerted by a fluid column be calculated?
10.2 Pressure is a measured property of gases8Learning Check:
Satuan TekananMulai dari: 675 mm HgTarget: atmFaktor Konversi?760
mm Hg = 1 atmUbah 675 mm Hg ke atm
810.2 Pressure is a measured property of gases9Your Turn!Tekanan
gas diukur dengan menggunakan barometer raksa. Ketinggian cairan
dalam barometer adalah 23,7 cm. Berapa tekanan gas ini dalam
atm?23.7 atm0.792 atm602 atm1.61 atmSalah semua
9units : 1 atmosphere (atm) = 760 mm Hg (torr) = 1.013(105)
Pascal (Pa) = 14.69 psi=1013 millibar (mb)1in Hg =3,386.39 Pa 10.2
Pressure is a measured property of gases10Tekanan AtmosferAdalah
hasil dari tumbukan udara di atmosfer dengan objek yang kontak
dengan udaraMengapa di pegunungan tekanan lebih rendah dari pada
permukaan laut?Kerapatan udara lebih besar di permukaan laut, maka
terjadi tumbukan lebih banyak.10
10.2 Pressure is a measured property of gases13Learning CheckDi
bawah air, tekanan meningkat. Mengapa?Karena berat udara akan
ditambahkan ke berat air, meningkatkan gaya yang bekerja pada
benda.Inilah sebabnya mengapa eksplorasi laut dalam membutuhkan
kapal selam: tubuh kita tidak dapat menahan tekanan ekstrem pada
kedalaman
10.2 Pressure is a measured property of gases14Open-end
Manometer
14FIG. 10.4 An open-end manometer. The difference in the heights
of the mercury in the two arms equals the pressure difference, in
torr, between the atmospheric pressure, Patm, and the pressure of
the trapped gas, Pgas.10.2 Pressure is a measured property of
gases15Closedend Manometer
15FIG. 10.5 A closed-end manometer for measuring gas pressures
less than 1 atm or 760 torr. (a) When constructed, the tube is
fully evacuated and then mercury is allowed to enter the tube to
completely fill the closed arm. (b) When the tube is connected to a
bulb containing a gas at low pressure, the difference in the
mercury heights(PHg) equals the pressure, in torr, of the trapped
gas, Pgas.
10.2 Pressure is a measured property of gases16Your Turn!Suatu
gas diukur dengan manifold manometer. Level Hg adalah 12,2 cm lebih
rendah di sisi gas dari pada sisi atmosfer. Tekanan atmosfer diukur
sebesar 755 mm Hg. Berapa tekanan gas?767 mm Hg633 mm Hg743 mm
Hg12.2 mm HgNone of these
877 mm HgFigure 10.4 (b)1610.3 The gas laws summarize
experimental observations17ProportionalitasKesebandingan langsung
berarti bahwa 2 variabel :satu sama lain berseberangan dengan tanda
=Pada tingkat yang sama pecahan di sisi masing-masingvariabel
proporsional langsung mengikuti satu sama lain-ketika satu
meningkat begitu juga yang lainyaitu P = F / A, atau P / 1 = F /
A.Karena P dan F keduanya pembilang, mereka proporsional langsung.P
dan A, adalah berbanding terbalik10.3 The gas laws summarize
experimental observations18Learning CheckApa yang terjadi pada
tekanan gas ketika Anda menaikkan suhu?Bila wadahnya bisa
mengembang sebagai akibat dari gayaDalam wadah dengan dinding yang
kakuTidak ada perubahan tekanan, karena luas area akan
bertambah.Tekanan bertambah karena molekul yang bergerak lebih
cepat menumbuk dinding wadah dengan gaya yang lebih besar.
1810.3 The gas laws summarize experimental
observations19Learning CheckApa yang terjadi pada tekanan gas
ketika Anda menambah jumlah molekul dalam wadah? Bila wadahnya bisa
mengembangDalam wadah dengan dinding yang kakuTidak ada perubahan
tekanan
Tekanan bertambah karena lebih banyak molekul menumbuk dinding
wadah, sehingga memberikan gaya yang lebih besar ke dinding
19Pressure is defined as the force of molecular collisions with
the walls of the container per unit area.
10.3 The gas laws summarize experimental observations20Your
Turn!Manakah dari berikut ini mungkin akan terjadi bila balon
dimasukkan ke dalam air?Balon akan termampatkan.Balon akan
mengembang.Tidak terjadi perubahan.Informasi tidak cukup
diketahui.10.3 The gas laws summarize experimental
observations21Hukum BoyleDi mana P adalah tekanan dan V adalah
volumeasumsi: suhu dan jumlah mol gas adalah konstanBisa digunakan
untuk menggambarkan dua kondisi yang berbedaDua gas dalam wadah
yang terpisah atauSampel gas yang kondisinya berubah
21FIG. 10.6 Compressing a gas increases its pressure. A
molecular view of what happens when a gas is squeezed into a
smaller volume. By crowding the molecules together, the number of
collisions with a given area of the walls increases, which causes
the pressure to rise.
10.3 The gas laws summarize experimental observations24Hukum
CharlesDimana V adalah volume dan T adalah suhu mutlakAsumsi:
tekanan gas dan jumlah mol gas adalah konstanBisa digunakan untuk
menggambarkan dua kondisi yang berbedaDua gas dalam wadah yang
terpisah atauSampel gas yang kondisinya berubah
24
10.3 The gas laws summarize experimental observations26Absolute
ZeroSuhu gas di mana tekanan dan volume adalah nolTidak mungkin
untuk memiliki gas dengan V = 0Volume molekul tidak berubah tetapi
total volume menurunEkstrapolasi diperlukan karena kondensasi26FIG.
10.8 Charles law plots. Each line shows how the gas volume changes
with temperature for a different size sample of the same gas.
10.3 The gas laws summarize experimental observations29Gas
IdealPerilakunya yang diperkirakan menggunakan hukum gasTidak ada
gas yang idealNamun, kebanyakan gas berperilaku ideal dalam
berbagai kondisi P dan TAnda perlu tahu pada keadaan apa gas tidak
berlaku ideal2910.3 The gas laws summarize experimental
observations30Hukum Gay-LussacTekanan gas berbanding lurus dengan
temperatur absolutAsumsi: volume dan jumlah mol adalah
konstanInilah sebabnya mengapa kita tidak boleh memanaskan makanan
kaleng pada api unggun tanpa membukanya lebih dulu!
30
10.3 The gas laws summarize experimental
observations33Menggabungkan Informasi ini:Boyles Law
Charles Law
Gay-Lussacs Law
Dengan menggabungkan informasi ini
Sehingga untuk sembarang 2 kondisi berlaku:
10.3 The gas laws summarize experimental observations34Your
Turn!Pertimbangkan hal berikut: 22,4 L He pada 25 C dipanaskan
sampai 200. C. Berapa volume yang dihasilkan?Mana yang paling cocok
untuk memecahkan masalah ini?Hukum BoyleHukum CharlesHukum
Gay-LussacTak satu pun dari ini10.3 The gas laws summarize
experimental observations35Your Turn!Satuan mana yang harus
digunakan untuk semua perhitungan hukum gas?K atmLTidak ada satuan
khusus, karena akan saling menghilangkanDigunakan untuk menghitung
dampak dari perubahan kondisiBekerja jika suhu dalam Kelvin, namun
P dan V dapat memiliki unit apa pun karena akan saling
menghilangkanLearning CheckJika sampel udara menempati 500. mL pada
STP *, berapa volume pada 85 C dan 560 torr?10.3 The gas laws
summarize experimental observations36Hukum Gas Gabungan
*Standard Temperature (273.15 K) and Pressure (1 atm)
889 mL3610.3 The gas laws summarize experimental
observations37Learning CheckSampel gas oksigen menempati 500,0 ml
pada 722 torr dan -25 C. Hitung suhu dalam C jika gas memiliki
volume 2,53 L pada 491 mm Hg.
T2 = 580 CT2 = 853 K
3710.3 The gas laws summarize experimental
observations38Learning CheckSuatu sampel gas helium menempati 500,0
mL pada 1,21 atm. Hitung volume gas jika tekanan berkurang menjadi
491 torr.936 mL
1.21 atm 500.0 mL = 0.646 atm V2 3810.3 The gas laws summarize
experimental observations39Your Turn!Suatu sampel He 22,4 L pada 25
C dipanaskan sampai 200 C, berapa volume yang dihasilkan?22.4 L 179
L 35.6 L Tidak cukup informasi yang diberikan3910.4 Gas volumes can
be used in solving stoichiometry problems40Volume MolarVolume satu
mol gas pada STP adalah setiap 22,4 LIdentitas gas tidak
masalahMassa molar gas tidak masalahKesimpulan: untuk volume gas
yang sama mengandung jumlah partikel yang sama selama T dan P
adalah samaHukum Gay Lussac tentang Menggabungkan Volume: Untuk
reaksi fase gas, kita dapat menggunakan rasio volume sebagai ganti
rasio mol dalam masalah stoikiometri
40Chem FAQ: What is the law of combining volumes?
10.4 Gas volumes can be used in solving stoichiometry
problems41Prinsip AvogadroV adalah volume dan n adalah mol
gasAsumsi: suhu dan tekanan tetap konstanWadah dari volume yang
sama dalam kondisi yang sama mengandung jumlah yang sama
partikel
41
10.4 Gas volumes can be used in solving stoichiometry
problems43Learning CheckHitung volume amonia yang terbentuk oleh
reaksi dari 25 L hidrogen dengan nitrogen berlebih.N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
43Chem FAQ: How can volumes of gases involved in a reaction be
estimated?10.4 Gas volumes can be used in solving stoichiometry
problems44Learning CheckN2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)Jika 125 L H2
bereaksi dengan 50 N2, berapa volume NH3 yang dapat diharapkan?
H2 adalah pereaksi pembatas; 83.3 L44Chem FAQ: How can volumes
of gases involved in a reaction be estimated?10.4 Gas volumes can
be used in solving stoichiometry problems45Learning CheckBerapa
liter N2(g) pada 1.00 atm dan 25.0 C dihasilkan dari dekomposisi of
150. g of NaN3? 2NaN3(s) 2Na(s) + 3N2(g)
45Chem FAQ: How can volumes of gases involved in a reaction be
estimated?10.4 Gas volumes can be used in solving stoichiometry
problems46Your Turn!Sesuai dengan reaksi fasa gas berikut, berapa
volume C akan diperlukan untuk bereaksi dengan 23 L B?A + 5B + 3C
2D38 L14 L7.2 LSalah semua4610.5 The ideal gas law relates P, V, T,
and the number of moles of gas, n47Digabungkan semua!Avogadro: n
berbanding lurus dengan VBoyle: P secara tidak langsung sebanding
dengan VCharles: T berbanding lurus dengan VGay-Lussac: T
berbanding lurus dengan PMenggabungkan variabel-variabel tersebut
ke dalam satu persamaan menghasilkan Hukum Gas Ideal.R adalah
konstanta proporsionalitas (konstanta gas"ideal" atau "universal" )
nilainya adalah 0,082057 Latm/molKPV = nRT47Chem FAQ: How can the
ideal gas law be used to relate P, V, T, and n in practice? 10.5
The ideal gas law relates P, V, T, and the number of moles of gas,
n48Hukum Gas IdealDigunakan untuk menggambarkan sampel gas di bawah
satu set kondisiUnit-unit harus:P di atmV di Ln dalam molT dalam KR
= 0.082057 Latm/molK
PV = nRT48Chem FAQ: How can changes in pressure, temperature,
volume, and moles of gas be predicted using the ideal gas law?
10.5 The ideal gas law relates P, V, T, and the number of moles
of gas, n50Your Turn!12.2 g sampel Ne ditempatkan dalam 5.0 L labu
pada 25 C. Berapakah tekanan gas itu?3.0 atm60. atm 0.25 atmNone of
these5010.5 The ideal gas law relates P, V, T, and the number of
moles of gas, n51Studi Kasus:
Sebutir telur rebus ditempatkan di atas lubang labu Erlenmeyer.
Apa yang akan terjadi pada masing-masing variabel hukum gas ketika
labu ditempatkan dalam bak nitrogen cair?Jawaban Anda naik, turun
atau tetap konstan.Jumlah mol gassuhuVolume gas yang
terperangkapTekanan gas yang terperangkap
Tetap konstanturunTetap konstanturun5110.5 The ideal gas law
relates P, V, T, and the number of moles of gas, n52Kerapatan
Gas
Jumlah mol berhubungan dengan massa (g) dari sampel gas dan
massa molar gas yang terlibatJadi kita dapat menulis ulang Hukum
Gas Ideal sebagai
Selanjutnya, karena d = m / V, kita dapat menulis ulang
persamaan untuk kerapatan
5210.5 The ideal gas law relates P, V, T, and the number of
moles of gas, n53Learning CheckBerapakah massa molar gas dengan
densitas 6,7 g / L pada -73 C dan tekanan 36,7 psi?
44 g/mol = Molar MassP Molar mass = d R T53Chem FAQ: How can gas
densities be estimated using molecular mass, pressure, and
temperature? How can the molecular mass of a gas be estimated from
its density? 10.5 The ideal gas law relates P, V, T, and the number
of moles of gas, n54Learning CheckBerapakah kerapatan NO2 pada 200
C dan 600. torr?
0.935 g/LP Molar mass = d R T54Chem FAQ: How can gas densities
be estimated using molecular mass, pressure, and temperature? How
can the molecular mass of a gas be estimated from its density? 10.5
The ideal gas law relates P, V, T, and the number of moles of gas,
n55Learning CheckHitung volume 1.00 mol gas pada STP
PV = nRT
V = 22.4 L55Chem FAQ: How can the molar volume of a gas be
computed from its pressure and temperature? 10.5 The ideal gas law
relates P, V, T, and the number of moles of gas, n56Your
Turn!Berapa kerapatan gas Helium pada 35 C dan 1.2 atm?5.1 g/L0.19
g/L2.34 g/LNone of these
5610.5 The ideal gas law relates P, V, T, and the number of
moles of gas, n57Learning CheckSampel gas fluor menempati 275 ml
pada 945 torr dan 72 C. Berapakah massa sampel?
PV = nRT
0.457 g = mass5710.5 The ideal gas law relates P, V, T, and the
number of moles of gas, n58Learning CheckTentukan berat molekul gas
jika 1,053 g gas menempati volume 1,000 L pada 25 C dan 752 mmHg
(Metode Dumas).
PV = nRT
26.0 g/mol = mass5810.5 The ideal gas law relates P, V, T, and
the number of moles of gas, n59Your Turn!Berapakah massa molar
sampel gas jika 2,22 g menempati volume 5.0 L dengan 35 C dan 769
mmHg?1.3 g/mol0.015 g/mol0.090 g/molNone of these11 g/mol5910.6 In
a mixture each gas exerts its own partial pressure60Hukum
DaltonTekanan parsial dari suatu gas adalah tekanan yang akan
diberikan oleh gas itu seolah-olah hanya gas itu yang ada di dalam
wadah
60FIG. 10.10 Partial pressures viewed at the molecular level. In
a mixture of two gases, A and B, both collide with the walls of the
container and thereby contribute their partial pressures to the
total pressure. Chem FAQ: How is the total pressure of a gaseous
mixture related to the partial pressures of its component
gases?
10.6 In a mixture each gas exerts its own partial
pressure63Menampung Gas dengan Memindahkan AirTekanan gas yang
ditampung harus dikoreksi untuk uap airPtotal = Pgas + Pwater (see
Table 10.2)
63FIG. 10.11 Collecting a gas over water. As the gas bubbles
through the water, water vapor goes into the gas, so the total
pressure inside the bottle includes the partial pressure of the
water vapor at the temperature of the water.Chem FAQ How can the
partial pressure of a gas collected over water be estimated? If the
water levels are not the same inside the flask and outside, a
correction has to be calculated and applied to the room pressure to
obtain the true pressure in the flask. For example, if the water
level is higher inside the flask than outside, the pressure in the
flask is lower than atmospheric pressure. The difference in levels
is in millimeters of water, so this has to be converted to the
equivalent in millimeters of mercury before the room pressure is
corrected.
10.6 In a mixture each gas exerts its own partial
pressure67PTotal = P1 + P2 + P3 + .Pompa 520 mmHg N2 dan 250 mm Hg
O2 ke dalam tabung gas kosong. Berapakah tekanan campuran?Learning
CheckPt = 520 mm Hg + 250 mm Hg = 770 mm Hg6710.6 In a mixture each
gas exerts its own partial pressure68PTotal = P1 + P2 + P3 + .32,5
mL sampel gas hidrogen ditampung di atas air pada 25 C dan 755
torr. Berapakah tekanan gas hidrogen kering?Carilah tekanan uap
air: Pwater 25 C = 23,76 mm HgLearning CheckKoreksi Pt untuk
mendapatkan Pdry gas: 755 torr - 23.76 torr = 731 torr 731 torr =
Phydrogen68Chem FAQ How can the partial pressure of a gas collected
over water be estimated? 10.6 In a mixture each gas exerts its own
partial pressure69Fraksi Mol, XSetiap molekul gas menyumbang
sebagian dari tekanan totalXA = fraksi mol zat "A"nA = mol komponen
"A"nt = banyak jumlah mol gas dalam campuranAplikasi: Tekanan
parsial yang disumbangkan oleh komponen gas "A" adalah fraksi dari
tekanan total
PA = XAPt69Chem FAQs: What is a mole fraction? How can partial
pressures of gas be used to compute mole fractions? 10.6 In a
mixture each gas exerts its own partial pressure70Learning
CheckBerapa fraksi mol N2 dalam atmosfir? 1.000 atm udara = 0.7808
atm N2+ 0.2095 atm O2+ 0.0093 atm Ar + 0.00036 atm CO2
0.781 = Xnitrogen70Chem FAQs: What is a mole fraction? How can
partial pressures of gas be used to compute mole fractions? 10.6 In
a mixture each gas exerts its own partial pressure71Learning
CheckDalam campuran gas masing-masing ada 5,0 g Ne, O2 dan H2.
Berapakah fraksi mol Ne? Jika tekanan parsial dari Ne dalam
campuran ini adalah 1,0 psi. Berapa tekanan total?
nneon = 0.248 noxygen = 0.156nhydrogen = 2.480
0.0861 = XNePtotal = 12 psi71Chem FAQs: What is a mole fraction?
How can partial pressures of gas be used to compute mole fractions?
10.6 In a mixture each gas exerts its own partial pressure72PTV =
nTRTUntuk campuran gas, tekanan total adalah jumlah kontribusi dari
semua gas. Dalam campuran yang mengandung masing-masing 5,0 g Ne,
O2 dan H2, berapa tekanan total (dalam atm) pada 50,0 C dalam
bejana 2,5 L?Learning ChecknNe= 0.248 mol noxygen= 0.156
molnhydrogen= 2.48 molnt = 2.88PTV=nTRT
Pt = 31 atm72(Remember that each gas in the mixture experiences
the same temperature and occupies the same volume)The subscript "T"
means "total"
10.6 In a mixture each gas exerts its own partial pressure73Your
Turn!Pada 45 C, He dan Ne masing-masing 5,0 g ditempatkan dalam
labu 5.0 L. Berapakah tekanan total?7,8 atm1.1 atm52 atmNone of
these7310.7 Effusion and diffusion in gases leads to Grahams
Law74Diffusi vs. EffusiKetika partisi dihilangkan, molekul biru
berdifusi untuk bercampurMolekul-molekul berefusi melalui lubang
kecil ke dalam ruang hampa
7410.7 Effusion and diffusion in gases leads to Grahams
Law75Hukum Graham untuk EffusiBerkaitan kecepatan (tingkat di mana
gas bergerak melalui ruang yang disediakan) dengan massa molekul
gas.Semakin besar massa molekul gas, semakin lambat
kecepatannya.
75Video: Graham's law of effusionChem FAQ: How can we use
molecular masses to tell which of several gases diffuses or effuses
fastest?
10.7 Effusion and diffusion in gases leads to Grahams Law77Your
Turn!Energi kinetik rata-rata semua molekul gas adalah sama pada
suhu yang sama. Dibandingkan dengan atom yang lebih ringan pada
suhu yang sama, atom lebih berat rata-rata:bergerak lebih
cepatbergerak lebih lambatBergerak pada kecepatan rata-rata
sama7710.7 Effusion and diffusion in gases leads to Grahams
Law78Tiga balon diisi dengan volume yang sama dari gas: CH4, H2,
dan He. Setelah 5 jam balon terlihat seperti gambar.Apakah ini
efusi atau difusi?difusiefusiYang mana merupakan balon He?
Your Turn!ABC7810.7 Effusion and diffusion in gases leads to
Grahams Law79Learning CheckJika diamati Br2 bereffusi dengan laju 5
cm s-1, jika sampel gas yang tidak diketahui bereffusi dengan laju
setengahnya, berapakah massa molekul dari gas yang tidak
diketahui?
MM = 640 g/mol7910.7 Effusion and diffusion in gases leads to
Grahams Law80Learning CheckSebuah tabung kaca panjangnya 1,0 m.
Sampel gas NH3 dimasukkan ke salah satu ujung tabung pada saat yang
sama HCl dimasukkan ke ujung yang lain. Ketika gas bertemu, kedua
gas itu membentuk cincin NH4Cl kristal. Dimana terbentuk cincin di
dalam tabung?NH3 HClx = jarak yang ditempuh NH3; (1 - x) = jarak
yang ditempuh HCl
x = 0.594 m dari ujung NH38010.7 Effusion and diffusion in gases
leads to Grahams Law81Your Turn!
CO225 C1 atm50 L
He25 C2 atm50 LTabung mana yang molekulnya bergerak lebih
cepat?
Tabung mana yang molekulnya mempunyai energi kinetik rata-rata
lebih besar?
CO2 He Neither CO2 He Neither8110.7 Effusion and diffusion in
gases leads to Grahams Law82Your Turn!
Tabung mana yang molekulnya lebih banyak?CO2HeNeitherCO225 C1
atm50 LHe25 C2 atm50 L8210.7 Effusion and diffusion in gases leads
to Grahams Law83Your Turn!Berapakah massa molar X jika molekul ini
bergerak 7,0 kali lebih lambat dari Xe pada suhu yang sama?919
g/mol6,400 g/mol18.7 g/molTidak cukup informasi yang diberikan.10.8
The kinetic molecular theory explains the gas laws84Teori Kinetik
Molekuler Menjelaskan Perilaku GasGas terdiri dari partikel yang
sangat kecil dalam jumlah yang sangat besar yang:Selalu bergerak
secara konstan dan acakMenempati sebagian volume dari volume total,
tetapi kontribusi volume sampel dapat diabaikanBerbenturan secara
elastis dengan diri mereka sendiri dan dengan dinding wadahBergerak
dalam garis lurus antar benturan, tidak saling menarik atau
tolak-menolak satu sama lain84Video: Kinetic molecular theory 10.8
The kinetic molecular theory explains the gas laws85Teori Kinetic
Molekuler - PenyimpanganVolume molekul gas diabaikanTIDAK! Dalam
kondisi tekanan yang sangat tinggi, gas lebih dekat, ukuran relatif
mereka adalah faktor yang tidak bisa diabaikanMolekul gas
bertabrakan elastisTIDAK! Dalam kondisi temperatur yang sangat
rendah, gas bergerak lebih lambat dan atraksi antarmolekul lebih
signifikan85
Gas RealDalam dunia nyata, perilaku gas hanya sesuai dengan
persamaan ideal gas pada suhu yang relatif tinggi dan tekanan
rendah.
87
Deviasi dari Perilaku Ideal1 mol gas idealPV = nRTn = PVRT=
1.0Gaya tolak menolakGaya tarik menarikPenyimpangan dari Perilaku
Ideal (Cont..)
Gas cenderung berperilaku ideal pada suhu tinggi dan tekanan
rendah:Pada tekanan rendah. Molekul-molekul dalam gas terpisah
jauh, maka gaya tarik menarik diabaikan dan volume molekul hampir
nol dibandingkan dengan jarak antarmolekul rata-rata (gas akan
berperilaku ideal).
Pada tekanan tinggi, penyebab utama dari penyimpangan dari ideal
adalah volume tertentu yang tidak dapat diabaikan dari molekul
gas.
Pada suhu rendah, penyebab utama dari penyimpangan dari
idealistis adalah kekuatan tarik-menarik antar molekul gas tidak
sama dengan nol (tidak bisa diabaikan).
Pada suhu tinggi jauh di atas titik didih.Pemanasan gas
meningkatkan energi kinetik rata-rata molekul. Molekul-molekul
kemudian memiliki kemampuan untuk mengatasi atraksi antar molekul.
Di dekat titik didih, molekul gas cenderung untuk tetap bersatu
ketika bertabrakan. Pada suhu sedikit lebih rendah, mereka tetap
saling menempel dan karena itu menjadi cairan
terkondensasi.Penyimpangan dari Perilaku IdealAsumsi yang dibuat
dalam model kinetik molekuler-tidak berlaku pada tekanan tinggi dan
/ atau suhu rendah.
9210.9 Real gases dont obey the ideal gas law perfectly93Gas
Realpersamaan van der Waal memperhitungkan penyimpangan dari
perilaku ideal dengan menghapus 2 asumsi:Volume partikel
diabaikanPartikel tidak berinteraksikonstanta van der Waal, a dan
b, spesifik untuk setiap gas
93FIG. 10.16 The effect of attractive forces on the pressure of
a real gas. (a) In an ideal gas, the molecules would travel in
straight lines. (b) In a real gas, the paths curve as one molecule
passes close to another because the molecules attract each other.
Asterisks indicate the points at which molecules come close to each
other. Because of the curved paths, molecules of a real gas take
longer to reach the walls between collisions, which reduces the
collision frequency and so slightly lowers the pressure.
10.9 Real gases dont obey the ideal gas law perfectly94van der
Waals Constants
TABLE 10.3Zata (L2 atm mol2)b (L mol1)Zata (L2 atm mol2)b (L
mol1)Noble gasesOther GasesHe0.034210.02370H2
0.024440.02661Ne0.21070.01709O2 1.3600.03183Ar1.3450.03219N2
1.3900.03913Kr2.3180.03978CH4 2.2530.04278Xe4.1940.05105CO2
3.5920.04267 NH3
4.1700.03707H2O5.4640.03049C2H5OH12.020.0840794
Perhitungan persamaan van der WaalsKita mempunyai data untuk
Cl2:V = 2.45L , T = (38 + 273) K = 311Kn = 1.5 mol , R = 0.00821 L
atm K-1mol-1, P=?
Kita mempunyai data: t = 47oC, m = 75 g, R = 0.0821
LatmK-1mol-1, V =2.2 L, a = 4.17 atm L2mol-2, b = 0.0371 L mol-1,
PNH3 = ?Solution:MNH3 = 17 gmol-1Perhitungan persamaan van der
Waals
8 moles of Cl2 menempati wadah dengan kapasitas 4 L. Tekanan gas
= 29.5 atm.Hitung temperatur gas bila nilai a dan b untuk
chlorine:a = 6.49 atm L2 mol-2b = 0.0562 L mol-1Kita memiliki data
data:V = 4 Ln = 8 molR = 0.0821 L atm K-1 mol-1a = 6.49 atm L2
mol-2b = 0.0562 L mol-1P = 29.5 atm.T = ?Perhitungan persamaan van
der Waals(Answer: 300K)Berapa volume molar gas CO2 pada STP?CO2 a =
3.592(L2 atm mol2)b = 0.04267(L mol1)P = 1 atmT = 273.15 Kn = 1
molV = ?
V-estimatRuas kiriRuas KananRuas kiri/Ruas KananRuas Kiri - Ruas
Kanan22,422,5173822,413869551,0046182180,10351212722,322,418122,413869551,0001886540,00422847122,29922,4171122,413869551,000144360,00323566722,29622,4141322,413869551,0000114780,00025725922,295922,4140322,413869551,0000070480,00015797822,295822,4139322,413869551,0000026195,86982E-0522,2957922,4139222,413869551,0000021764,87702E-0522,2957822,4139122,413869551,0000017333,88422E-0522,2957722,413922,413869551,000001292,89142E-0522,2957622,4138922,413869551,0000008471,89861E-0522,2957522,4138822,413869551,0000004049,05812E-0622,29574922,4138822,413869551,000000368,06532E-0622,29574822,4138822,413869551,0000003167,07252E-0622,29574422,4138722,413869551,0000001383,10131E-0622,29574322,4138722,413869551,0000000942,10851E-0622,29574222,4138722,413869551,000000051,11571E-0622,29574122,4138722,413869551,0000000051,22904E-0722,2957422,4138722,413869550,999999961-8,69898E-07Konversi
Satuan
=(0.3937^2)Tekanan Ban
Berat MobilLuas tapakTekanan Atmosfer
Van der Waals: P vs V at various T
Van der Waals EquationModified from ideal gas equationAccounts
for:Non-zero volumes of gas particles (repulsive effect)Attractive
forces between gas particles (attractive effect)Van der Waals
EquationAttractive effectPressure = Force per unit area of
container exerted by gas moleculesDependent on:Frequency of
collisionForce of each collisionBoth factors affected by attractive
forcesEach factor dependent on concentration (n/V)Van der Waals
EquationHence pressure changed proportional to (n/V)2Letting a be
the constant relating p and (n/V)2Pressure term, p, in ideal gas
equation becomes [p+a(n/V)2]Van der Waals EquationRepulsive
effectGas molecules behave like small, impenetrable spheresActual
volume available for gas smaller than volume of container,
VReduction in volume proportional to amount of gas, nVan der Waals
EquationLet another constant, b, relate amount of gas, n, to
reduction in volumeVolume term in ideal gas equation, V, becomes
(V-nb)Van der Waals EquationCombining both derivationsWe get the
Van der Waals Equation
Van der Waals Equation -> So whats the big deal?Real world
significancesConstants a and b depend on the gas identityRelative
values of a and b can give a rough comparison of properties of both
gases
Van der Waals Equation -> So whats the big deal?Value of
constant aGives a rough indication of magnitude of intermolecular
attractionUsually, the stronger the attractive forces, the higher
is the value of aSome values (L2 bar mol-2):Water: 5.536HCl:
3.716Neon: 0.2135Van der Waals Equation -> So whats the big
deal?Value of constant bGives a rough indication of size of gas
moleculesUsually, the bigger the gas molecules, the higher is the
value of bSome values (L mol-1):Benzene: 0.1154Ethane:
0.0638Helium: 0.0237Critical temperature and associated
constants
Critical temperature?Given a p-V plot of a real gasAt higher
temperatures T3 and T4, isotherm resembles that of an ideal gas
Critical temperature?At T1 and V1, when gas volume decreased,
pressure increasesFrom V2 to V3, no change in pressure even though
volume decreasesCondensation taking place and pressure = vapor
pressure at T1Pressure rises steeply after V3 because liquid
compression is difficult
Critical temperature?At higher temperature T2, plateau region
becomes shorterAt a temperature Tc, this plateau becomes a pointTc
is the critical temperatureVolume at that point, Vc = critical
volumePressure at that point, Pc = critical pressureCritical
temperatureAt T > Tc, gas cant be compressed into liquidAt Tc,
isotherm in a p-V graph will have a point of inflection1st and 2nd
derivative of isotherm = 0We shall look at a gas obeying the Van
der Waals equationVDW equation and critical constantsUsing VDW
equation, we can derive the following
VDW equation and critical constantsAt Tc, Vc and Pc, its a point
of inflexion on p-Vm graph
VDW equation and critical constants
VDW equation and critical constantsQualitative trendsAs seen
from formula, bigger molecules decrease critical
temperatureStronger IMF increase critical temperatureUsually
outweighs size factor as bigger molecules have greater id-id
interactionReal values:Water: 647KOxygen: 154.6KNeon: 44.4KHelium:
5.19KCompressibility FactorCompressibility FactorRecall Z plot?Z =
pVm / RT; also called the compressibility factorZ should be 1 at
all conditions for an ideal gas
Compressibility FactorFor real gases, Z not equals to 1Z = Vm /
Vm,idImplications:At high p, Vm > Vm,id, Z > 1Repulsive
forces dominant
Compressibility FactorAt intermediate p, Z < 1Attractive
forces dominantMore significant for gases with significant IMF
