Pengertian Persamaan Gas Ideal. Persamaan gas ideal adalah persamaan yang merepresentasikan hubungan antara tekanan dan volume suatu gas dengan temperatur dan jumlah mol gas itu sendiri.
Sifat Sifat Gas Ideal
Adapun sifat- sifat gas ideal diantaranya adalah:
1). Gas terdiri atas partikel- partikel, yang dapat berupa atom atom atau molekul- molekul.
2). Molekul-molekul gas ideal bergerak secara acak ke segala arah.
3). Jarak antara molekul gas jauh lebih besar daripada ukuran molekulnya.
4). Gaya tarik-menarik antarpartikel sangat kecil sekali dan dianggap tidak ada (diabaikan).
5). Tumbukan yang terjadi antarmolekul adalah tumbukan elastis sempurna dan berlangsung sangat singkat.
6). Hukum-hukum Newton tentang gerak berlaku pada molekul gas ideal.
Pengertian Jenis Contoh Gas Monoatomik Diatomik Triatomik
Gas Monoatomik
Mono berarti satu sedangkan atomik berarti atom. Jadi gas monoatomic berarti gas yang partikel- partikelnya berupa atom tunggal.
Contoh Gas Monoatomik
Contoh gas monoatomic diantaranya adalah gas helium, neon, dan argon.
Gas Diatomik
Gas diatomic adalah gas dengan bentuk molekul yang hanya terdiri dari dua atom. Kedua atom tersebut dapat berupa unsur yang sama maupun berbeda.
Contoh Gas Diatomik
Contoh gas diatomic diantaranya adalah: oksigen O2, Nitrogen N2, Karbon oksida CO
Gas Triatomik.
Gas triatomic adalah: gas dengan bentuk molekul yang tersusun dari tiga atom baik sama atau berbeda.
Contoh Gas Triatomik
Contoh gas triatomic diantaranya adalah: Karbondioksida CO2 dan uap air H2O, Gas sulfur dioksida SO2
Rumus Persamaan Hukum Gas Ideal
Persamaan gas ideal didasarkan pada Hukum Boyle, Charles dan Hukum Avogadro dan dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:
PV/T = tetapan (konstan).
Tetapan (konstan) sebanding dengan jumlah mol yatu n R maka persamaannya dapat dinyatakan sebagai berikut.
PV = nRT
P = tekanan (atm)
V = volume (liter)
n = jumlah mol
T = temperatur (K)
R = konstanta gas ideal dengan nilai
R = RT/nT
R = (1 atm x 22,4 liter)/(1 mol x 273 K)
R = 0,082 liter atm mol-1 K-1
Atau
R = (101,325 kPa x 0,0244 m3)/ (1 mol x 273 K)
R = 8,314 J mol-1 K-1
Atau
R = (8,314)/(4,187) kal mol-1 K-1
R = 1,987 kal mol-1 K-1
1). Contoh Soal Perhitungan Persamann Gas Ideal Menentukan Volume Gas Nitrogen.
Hitung volume 14 gram gas nitrogen yang memiliki temperatur 25 Celcius dengan tekanan 0,75 atm
Diketahui:
P = 0,75 atm
m = 14 gram
Mr nitrogen = 28
T = 25 + 273 = 298 K
Menentukan Jumlah Mol Gas Nitrogen
Jumlah mol gas nitrogen dihitung dengan rumus berikut
n = m/Mr
n = 14/28 mol = 0,5 mol
Rumus Cara Mencari Volume Gas Ideal Nitrogen
Volume gas nitrogen dapat ditentukan dengan rumus berikut:
P V = n R T atau
V = n R T/P
V = [(0,5 mol) x (0,082 liter atm mol-1 K-1) x (298)]/(0,75 atm)
V = 16,3 liter
jadi volume gas nitrogen adalah 16,3 liter
2). Contoh Soal Perhitungan Gas Ideal Menentukan Massa H2S
Hitung massa H2S yang terdapat dalam ruang 30 liter dengan temperatur 27 Celcius dan tekanan 1,1 atm.
Diketahui
P = 1,1 atm
Massa Molar H2S = 34
V = 30 liter
T = 27 + 273 = 300 K
Rumus Persamaan Gas Ideal Untuk Menentukan Jumlah Mol Gas
Mol gas ideal dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut:
n = P V/R T
n = (1,1 atm x 30 liter)/(0,082 liter atm mol-1 K-1 x 300 K)
n = 0,134 mol
Rumus Cara Menentukan Massa Gas Ideal
Massa H2S ditentukan dengan menggunakan rumus berikut:
m = n x Mr
m H2S = 0,134 mol x 34 gram = 4,56 gram
Jadi massa gas H2S adalah 4,56 gram
3). Contoh Soal Perhitungan Volume Gas Oksigan Keadaan Standar STP
Pada keadaan normal atau kedaadaan STP, berapa volume 64 gram gas oksigen O2
Diketahui :
Massa molar Mr O2 = 16 +16 = 32.
Mol O2 = 64/32 mol.
Mol O2 = 2 mol.
Keadaan standard STP
P = 1 atm,
T = 0 °C = 273 K
R = 0,0821 L.atm/mol.K
Rumus Cara Menghitung Volume Gas Oksigen Keadaan Standar STP
Volume gas Oksigen dalam keadaan standar STP dapt dinyatakan dengan menggunakan rumus dari persamaan hukum gas ideal seperti berikut:
P V = n R T atau
V = (n R T)/P
V = (2 x 0,082 x 273)/1
V = 44,77 liter
Jadi, Volume gas oksigen dalam keadaan standar STP adalah 44,77 liter
4). Contoh Soal Hukum Gas Ideal Menghitung Gas Hidrogen Yang Keluar
Sebuah truk tangki berisi gas hidrogen 5.000 liter yang bertekanan tekanan 5 atm dan bersuhu 27 oC. Tangki gas tersebut bocor sehingga tekanan berkurang menjadi 4 atm. Hitunglah banyaknya gas hidrogen yang hilang.
Diketahui :
Massa molar Hidrogen = 2
V1 = 5000 liter
P1 = 5 atm
T = 27 + 273 = 300 K
P2 = 4 atm
R = R = 0,0821 L.atm/mol.K
Rumus Menghitung Jumlah Mol Mula Mula Awal Gas Hidrogen
Jumlah mol gas hydrogen dalam tangki dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan hukum gas ideal berikut:
P1 V1 = n R T1 atau
n1 = (P1 V1)/(R T1)
n1 = (5 x 5000)/(0,082 x 300)
n1 = 1016 mol
Jumlah mol gas hydrogen setelah bocor dapat dicari dengan rumus yang sama Volume dan temperature gas tetap, yang berubah hanya tekanan.
P2 V2 = n R T2 atau
n2 = (P2 V2)/(R T2)
n2 = (4 x 5000)/(0,082 x 300)
n2 = 813 mol
Jumlah mol gas hidrogen yang hilang adalah
n = n1 – n2
n = 1016 – 813
n = 203 mol
Jumlah massa gas hydrogen yang hilang adalah
n = m/Mr
m = n x Mr
m = 203 x 2
m = 406 g
Jadi, jumlah gas hydrogen yng hilang adalah 406 g
5). Contoh Soal Persamaan Gas Ideal Menghitung Massa Oksigen Dalam Tangki Tertutup,
Sebuah tangki bertekanan 5 atm memiliki volume 600 liter berisi gas oksigen pada temperature 27 Celcius. Hitung massa oksigen yang terdapat dalam tangki tersebut:
Diketahui:
Mr Gas Oksigen = 32kg/kmol
P = 5 atm = 5,07 x 105 N/m2
V = 590 liter = 0,60 m3
T = 27 + 273 = 300 K
R = 8310 J/kmol.K
Rumus Cara Mencari Massa Oksigen Dalam Tangki Tertutup
Massa gas okigen yang terdapat dalam tangka tertutup dapat dinyatakan dengan rumus persamaan hukum gas ideal seperti berikut:
P V = n R T
n = m/Mr sehingga
P V = (m R T)/Mr atau
m = (Mr P V)/(R T)
m = (32 x 5,07 x 105 x 0,6)/(8310 x 300)
m = 3,9 kg
Jadi, massa gas oksigen dalam tangki tertutup adalah 3,9 kg
6). Contoh Soal Perhitungan Massa Jenis Metana Pada Tabung Gas Ideal
Sebuah tabung tertutup berisi gas metana yang bertemparatur 25 Celsius pada 1,5 atm. Tentukan berapa massa jenis gas metana dalam tabung tersebut:
Diketahui:
Mr Gas Metana = 16 kg/kmol
P = 1 atm = 1,52 x 105 N/m2
T = 25 + 273 = 298 K
R = 8310 J/kmol.K
Rumus Mencari Massa Jenis Gas Metana Dalam Tabung Gas Ideal
Massa jenis gas metana dalam tabung tertutup dapat dirumuskan dengan persamaan gas ideal seperti berikut:
P V = n R T
dan n adalah:
n = m/Mr sehingga persamaan gas ideal menjadi:
P V = (m R T)/Mr
dan ρ adalah:
ρ = m/V sehingga persamaan gas ideal menjadi
P = (ρ R T)/Mr atau
ρ = (Mr P)/(R T)
ρ = (16 x 1,52 x 105)/(8310 x 298)
ρ = 0,98 kg/m3
7). Contoh Soal Gas Ideal Mencari Volume Gas Oksigen STP
Hitung volume yang ditempati oleh 8 gram gas oksigen pada keadaan standar STP. Dengan massa molar oksigen, Mr O2 32 kg/kmol.
Diketahui:
m = 8 g = 8 x 10-3 kg
Mr O2 = 32 kg/kmol
n = 8 x 10-3/32
n = 0,25 x 10-3 kmol
Keadaan Standar STP
P = 1 atm = 1,013 105 N/m2
T = 273 K
R = 8,31 J/mol K atau
R = 8310 J/kmol.K
Rumus Gas Ideal Menghitung Volume Gas Oksigen Dalam Keadaan STP
Volume gas oksigen dalam keadaan standar temperature dan tekanan STP dapat dinyatakan dengan persamaan rumus gas ideal seperti berikut:
P V = n R T atau
V = (n R T)/(P)
V = (0,25 x10-3 x 8310 x 273)/(1,013 105)
V = 5,59 x 10-3 m3
Jadi, volume gas oksigen dalam keadaan STP adalah 5,59 m3
8). Contoh Soal Perhitungan Gas Ideal Menentukan Temperatur dan Jumlah Mol Gas Helium Dalam Silinder Tertutup
Gas helium sebanyak 16 gram memiliki volume 50 liter dan tekanan 2 x 105 Pa. Jika R = 8,31 J/mol.K, berapakah temperatur gas tersebut
Diketahui:
m = 16 gram = 16 x 10-3 kg
Mr He = 4 kg/kmol
P = 2 x 105 Pa
R = 8,31 J/mol.K atau
R = 8310 J/kmol K
V = 50 liter = 5 x 10-2 m3
Rumus Menghitung Jumlah Gas Helium Dalam Silinder Tertutup
Jumlah mol gas helium yang berada dalam temperature dan volume tertentu dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
n = (16 x 10-3kg)/(4 kg/kmol)
n = 4 x 10-3 kmol
Rumus Cara Menentukan Temperatur Gas Helium Dalam Silinder Tertutup
P V = n R T atau
T = (P V)/ (n R)
T = (2 x 105 x 5 x 10-2)/(4 x 10-3 x 8310)
T = 300,8 = 301K
Jadi Temperatur Gas Helium dalah silinder adalah 300 K
Alkohol: Pengertian Rumus Menentukan Tatanama IUPAC Struktur Jenis Sifat Isomer Posisi Gugus Fungsi Optik Karbon Asimetrik Kiral Contoh Soal 6
Cara Menghitung Energi Kalor Reaksi Bahan Bakar: LPG, Bensin, Metanol, Etanol, Metana, Arang Kayu, Contoh Soal.
Contoh Soal Perhitungan Entalpi Reaksi Kimia.
Elektron - Proton - Neutron: Partikel Dasar Struktur Atom - Pengertian - Rumus Perhitungan Contoh Soal.
Gaya van der Waals. Pengertian, Penjelasan Contohnya.
Hipotesis Hukum Tetapan Avogadro: Pengertian Rumus Volume Molar Standar STP RTP Non Standar Contoh Soal Perhitungan 14
Hukum 1 Termodinamika: Pengertian Perubahan Energi Internal Usaha Kalor Sistem Lingkungan Contoh Soal Rumus Perhitungan 12
Hukum Faraday: Pengertian, Reaksi Sel Elektrokimia, Elektrolisis, Contoh Soal Rumus Perhitungan.
Hukum Gas Boyle Charles Gay Lussac: Pengertian Tekanan Volume Suhu Contoh Soal Perhitungan 11
Hukum Hess: Rumus Contoh Perhitungan Kalor Perubahan Entalpi Reaksi Kimia.
Daftar Pustaka:
- Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
- Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
- Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
- Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta.
- Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
- Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika, Jakarta.
- Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.