KONSTANTA GAS ALAM

Hukum Boyle Gay juga dituliskan dalam bentuk berikut :
pV = CT

Ketika udara ditiupkan ke dalam balon, tekanan udara dalam balon akan semakin besar (balon menjadi keras). Udara yang masuk ke dalam balon akan semakin banyak. Selain itu, bila balon di sentuh, suhu permukaan balon juga semakin hangat. Hal itu berarti bahwa suhu udara dalam balon semakin tinggi.
Tampak adanya hubungan antara tekanan p, suhu T, dan banyaknya gas atau banyaknya zat. Banyaknya zat sebesar bilangan Avogadro NA dinamakan satu mol.

Bilangan Avogadro NA didefiniskan sebagai banyaknya atom karbon-12 bermassa 12 gram. Banyaknya atom karbon-12 bermassa 12 gram adalah 6,22 x 10 ²³ . Jadi, NA =  6,22 x 10 ²³ molekul/mol =  6,22 x 10 ²³ .

Banyaknya seluruh zat molekul/atom dalam n mol suatu zat adalah

N = n NA   atau   n = N / NA.

Pada pelajaran kimia, mengetahui bahwa massa molekul atau massa atom (M) suatu zat sama dengan massa (dalam kilogram) zat tersebut untuk setiap satu mol. Jadi, massa dari n mol zat yang memiliki massa molekul (atom) M adalah :

m = n M   atau               n = m/M

Jika M dalam gram, maka M dalam mol. Namun, jika m dalam kg , maka M dalam mol atau kilomol.

Contoh Soal :

Berapa jumlah mol molekul CO2 bermassa 132 gram ?

Jawab :

Massa molekul CO2  = (12 + (2x16) )  = 44 gram/mol

Gas CO2 sebanyak 132 gram memiliki jumlah mol sebanyak 

n   =  m/M   = 132/44 = 3 mol

Banyaknya zat sering dinyatakan dalam jumlah mol (n), sehingga konstanta pembanding C dapat diganti dengan nR, di mana R menyatakan konstanta yang harus dicari. Hasil percobaan menunjukkan bahwa R mempunyai nilai yang sama untuk semua gas yaitu 8314 J/mol K  atau 0,082 Latm/molK

R = 8314 J/mol K  atau 0,082 Latm/molK

Faktor R disebut konstanta gas umum karena penelitian menunjukkan nilai R tersebut sama untuk semua jenis gas.

Persamaan hukum Boyle Gay-Lussac dapat ditulis menjadi

pV  =  nRT

atau

pV = NkT

karena   nR = (N/NA) R = N (R/NA)  = N k

dimana k  =  (R/NA)  = 8,314 / (6,22 x 10 ²³ .)  = 1,38  x 10 ^-23 J/K

Persamaan tersebut selanjutnya disebut persamaan gas ideal.

 Contoh soal :
Berapa volume 2 mol gas idela pada keadaan STP (Standar Temperatur and Preassure) ?
Jawab :
Pada keadaan STP antinya  T = ) derajat C dan tekanan (p) = 1 atm

V = (nRT)/p = (2 x 8,314 x 273 )/ 100000 =  (44,8 x 10^-3) m³ = 44,8 L

Contoh Soal :

Sebuah tabung berisi 10 liter gas dengan suhu 0 derajat C dan tekanan 4 atm. Tentukan berapa mol dan jumlah molekul gas dalam tabung !
Jawab :
n  = (pV)/(RT) = ( 4 x 10) / 0,082 x 273) = 1,79 mol
N =  n NA  =  1,79 x 6,22 x 10 ²³ = 1,07 x 10 ²⁴molekul

Contoh soal :

Sebuah tangki bervolume 500 liter berisi gas oksifen pada suhu 20ºC dan tekanan 5 atm. Tentukan massa oksigen dalam tangki jika diketahui untuk ksigen Mr = 32 kg/kmol.

Jawab:

Dengan menggunakan satuan SI, data yang diperoleh dari soal adalah :

V = 590 L = 590 x 10^-3 m³ ,

p = 5 x 1,10 x 10⁵ Pa,

T = 20 + 273 = 293 k

Mr = 32 kg/kmol.

pV =( m/Mr) R T   atau m = (p V Mr )/ RT

m = (5 x 1,01 x 10⁵ x 590 x 10^-3 x 32 ) / (8,31 x 10³ x 293)

m = 3,9 kg

massa atom dalam tangki adalah 3,9 kg

 

MATERI DAN SOAL TEORI KINETIK GAS

1. ASAS EKUIPARTISI ENERGI 
2. HUKUM GAS 
3. KONSTANTA GAS ALAM
4. soal teori kinetik gas

Sumber :
FISIKA untuk SMA/MA kelas XI, Goris Seran Daton , dkk, Penerbit Grasindo, 2007