28
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT KIMIA FISIKA 1 Dosen Pembimbing Drs. Maya Istiadji, M.Pd Drs. Iriani Bakti, M. Si

Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Embed Size (px)

DESCRIPTION

hskk

Citation preview

Page 1: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN KIMIA

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

KIMIA FISIKA 1

Dosen Pembimbing

Drs. Maya Istiadji, M.PdDrs. Iriani Bakti, M. Si

Page 2: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Faktor Kompresibilitasdan

Persamaan Van Der Waals

Kelompok 3

Maulida RahmahKhalid Fadullah

Khairunesya

Page 3: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Batas – Batas Berlakunya Gas Ideal

P V = n R T

Pada T tetap, PV=nRT tetap

PV untuk gas ideal

selalu tetap pada

tekanan yang

berubah-ubah

Page 4: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III
Page 5: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Faktor Kompresibiltas

Penyimpangan gas nyata terhadap gas ideal pada

tekanan tinggi dan temperatur rendah

Z = P Vm / RT

Page 6: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Nilai Penyimpangan Z

Gas Ideal

Gas Nyata

Tekanan Rendah

Tekanan Tinggi

Z = 1

Z ∞ 1

Z > 1

Page 7: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Grafik Dari Beberapa Gas Nyata

Page 8: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Grafik tersebut menjelaskan bahwa Z gas ideal mempunyai nilai satu pada tekanan yang berubah-ubah. Sedangkan pada gas nyata (gas O2 pada tekanan rendah ( 200 – 400 atm) memiliki nilai Z yang medekati nilai Z pada gas ideal, sedangkan pada tekanan tinggi ( 600 - 1000 atm) memiliki penyimpangan nilai Z yang lebih besar daripada nilai Z pada gas ideal. Sedangkan pada gas N2 pada tekanan rendah maupun tekanan tinggi memiliki nilai Z yang lebih daripada 1

Page 9: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Persamaan Van der Waals

Memodifikasi Persamaan Gas Ideal agar dapat

digunakan pada gas nyata

Koreksi Volume

Koreksi Tekanan

Page 10: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Faktor Koreksi Tekanan

Memperhitungkan gaya tarik antar

molekul dalam gas nyata yang

ditambahkan pada P

a ( n2 / V2 )

Page 11: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Faktor Koreksi Volume

Mengurangi volume gas terekslusi (b)

dari volume molare gas nyata (V) dalam

hukum gas ideal

P ( V – nb) = R T

Page 12: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Akhirnya diperoleh persamaan yang disebut Persamaan Van der Waals

P = tekananV = Volumea = konstanta Van der Waals untuk volumeb = konstanta Van der Waals untuk tekanann = molR = tetapan gasT = temperatur

nRTnbVV

anp

2

2

Page 13: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

2

V

na

nbV

nRTp

2Vm

a

bVm

RTp

Bentuk Lain Persamaan Van der Waals

Page 14: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Ciri Persamaan Van der Waals

Isoterm gas sempurna diperoleh pada tekanan tinggi

Cairan & gas berada bersama jika efek kohesi dan dispersi berada dalam

keseimbangan

Page 15: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Ciri Persamaan Van der Waals

Temperatur Boyle berhubungan dengan temperatur kritis dan persamaan Van der Waals

diperluas menjadi persamaan virial

Konstanta kritis berhubungan dengan koefisien – koefisien Van der Waals

Page 16: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

RTVm

a

VmbVm

RTp

1

1

...

11

VmRT

ab

Vm

RTp

RT

abB

Page 17: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Karena pada temperatur Boyle B = 0,

8

27 CB

T

bR

aT

Page 18: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Contoh Soal

Tentukan faktor pemampatan suatu gas dengan temperature 250 K dan tekanan 15 atm yang mempunyai volume molar 0,3 L/mol

Penyelesaian :Dik : P = 15 atmT = 250 KR = 0,0821 L.atm / K.molV = 3 L/mol Ditanyakan : Z?Jawab :Z = p.Vm / RT = (15 atm)(0,3 L/mol) / (0,0821 L.atm.K-1.mol-1)(250 K) = 0, 219

Page 19: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Dengan persamaan van der waals, hitung tekanan gas NH4ClO4

yang dipanaskan pada suhu 800◦C jika jumlah bahan bakar yang disuplai ke booster adalah 500 ton (n = 24.106 mol). Volume dari booster tersebut adalah 6400 m3. Diketahui nila a = 4,00 atm L2 mol-2 dan b = 0,0330 L.mol-1

Penyelesaian : Dik :n = 24.106 mol a = 4,00 atm L2 mol-2

T = 800◦ C + 273 = 1073 K b = 0,0330 L.mol-1

V = 6400 m3 = 6,4 . 106 L

Dit : p ?Penyelesaian : (P + an2/V2) (V-nb) = nRT( 6,4 . 106 L – (24.106 mol. 0,0330 L.mol-1) =24.106 mol . 0,082 L.atm.K-1.mol-1 . 1073KP = 1,6 atm

Page 20: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Kesimpulan

• Compressibility factor adalah suatu faktor yang menyatakan besarnya penyimpangan/deviasi suatu gas nyata dari hukum gas ideal. Dirumuskan dengan

• Nilai Z berhubungan dengan kemampuan suatu gas untuk dimampatkan.

• Persamaan van der Waals dapat dipakai untuk menyatakan hasil yang lebih tepat dalam menentukan P, V atau T pada gas nyata dibandingkan persamaan gas ideal yang terbatas untuk gas ideal. Persamaan van der Waals dirumuskan dengan : nRTnbV

V

anP

22

RT

PVmZ

Page 21: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

Soal Latihan

1. Dalam persamaan van der Waals, faktor n2 a / V2 dimasukkan karena ….

A. Volume molekul – molekul gas yang dapat diabaikan

B. Tumbukan yang tidak bersifat elastikC. Atraksi antarsesama molekulD. Kecepatan molekul-molekul gas yang berbeda-

bedaE. tumbukan dengan dinding wadah gas

 2. Berikut yang mempengaruhi faktor deviasi suatu gas, kecuali ….

A. VolumeB. SuhuC. TekananD. Jenis zatE. Komposisi komponen

Page 22: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

3. Persamaan van der Waals untuk gas nyata berikut ini:

(p + an2/V2)(V-nb) = nRT

menyatakan sifat gas nyata. Manakah pernyataan yang benar mengenai persamaan tersebut?

A. a = koreksi untuk ukuran molekul gas. B. b = koreksi untuk kecepatan molekul gas. C. b = koreksi gaya tarik (atraksi) antar sesama molekul

gas. D. b = koreksi untuk ukuran molekul gas.E. Persamaan aproksimasi persamaan gas ideal bila a dan b masing masing mendekati 1,00.

 4. Nilai a dan b pada tetapan van der Waals. Semakin kecil nilai a dan b maka akan menunjukkan kondisi gas semakin …

A. Mendekati kondisi gas idealB. Menjauhi kondisi gas idealC. Menambah ukuran gas idealD. Mempercepat kecepatan molekul gasE. Memperlambat kecepatan molekul gas

Page 23: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

5. Dibawah ini satuan untuk tetapan van der Walls adalah …A. atm L-2

B. L mol-1 C. kPaD. ppbE. mol cm-3

6. Berikut ini persamaan keadaan gas menurut van der Waals adalah :

A. pV = nRTB. p = nRT/V-nb – a(n/v)2 C. p = RT/Vm D. P1V1 = P2V2

E. V∞ 1/P

Page 24: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

7. Diketahui mol gas CO2 pada 25 ◦ C adalah 0,2 mol dan mempunyai volume sebesar 3 L. Bila a = 3,592 atm L2 mol-2 dan b = 4, 267 . 10 -2 L mol-1 berapa besarnya tekanan gas tersebut?

A. 1, 61 C . 21, 8 E. 22, 3

B. 16, 2 D. 2, 23

8. Berikut ini ciri-ciri persamaan van der Waals, kecuali…A. Isoterm gas sempurna diperoleh dari

temperatur dan volum molar besarB. Cairan dan gas berada bersama-sama jika efek

kohesi dan dispersi berada dalam kesetimbanganC. Kontanta kritis berhubungan dengan koefisien-

koefisien van der WaalsD. Temperatur Boyle berhubungan dengan

temperatur kritisE. Isoterm gas sempurna diperoleh pada

temperatur rendah dan volum molar kecil

Page 25: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

9. Gas NH3 dalam wadah yang temperaturnya 27◦C mempunyai volume 1,5 L. diketahui tekanan gas sekitar 2 atm. Dari data diatas diperoleh faktor pemampatan sebesar…

A. 0,12B. – 0,12C. 1,2D. 0,83E. 0,64

 10. Senyawa gas dalam wadah dengan temperatur 32◦ C mempunyai faktor daya mampat sebesar 0,13 pada tekanan 1 atm. Maka volume molar senyawa tersebut adalah…

A. 3,5 B. 7,8C. 5,5D. 3,3E. 9,0

Page 26: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

essay

1. Hitung dengan persamaan van der Waals tekanan yang dihasilkan dari pemanasan NH4ClO4 (n = 24.10 6 mol ) pada suhu 600 ◦ C jika jumlah bahan bakar yang disuplai ke dalam booster adalah 500 ton. Volume booster tersebut adalah 7000m 3. Jika nilai a = 4,00 atm L2 mol-2 dan nilai b = 0,0330 L mol-1

Page 27: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

2. Z untuk gas metana = 0, 783 pada tekanan 100 atm dan temperatur 0 ◦ C. berapa volume mol gas ini ?

3. 2 mol gas NH3 pada 27 ◦ C volumenya 5 liter. Bila a = 4,17atm L2 mol-2 dan b = 0,0371 L per mol, berapa besarnya tekanan?

Page 28: Koreksi Kimia Fisika 1 Kel. III

4. Jelaskan secara singkat hubungan antara faktor daya mampat dan persamaan van der Waals !

5. Mengapa persamaan van der Waals dianggap lebih cocok digunakan untuk mengetahui keadaan gas nyata dibandingkan dengan persamaan gas ideal? Dan apa saja kekurangan dari persamaan van der Waals?