Unduh PDF
Unduh PDF
"Tekanan parsial" dalam kimia adalah tekanan yang digunakan masing-masing gas dalam suatu campuran gas terhadap lingkungan sekitarnya, misalnya labu ukur, tangki udara penyelam, atau batas atmosfer. Anda bisa menghitung tekanan masing-masing gas dalam campuran jika diketahui banyaknya gas, volume yang ditempati, dan temperaturnya. Tekanan parsial bisa dijumlahkan untuk menghitung tekanan total campuran gas. Sebaliknya, tekanan total bisa dihitung terlebih dahulu untuk menghitung tekanan parsial.
Langkah
-
Perlakukan masing-masing gas sebagai gas “ideal”. Dalam kimia, gas ideal adalah gas yang berinteraksi dengan gas lain tanpa tertarik ke molekul-molekulnya. Molekul yang sendirian bisa saling menabrak dan memantul seperti bola biliar tanpa mengalami deformasi. [1] X Teliti sumber
- Tekanan gas ideal meningkat jika gas tersebut dimampatkan di ruang yang lebih kecil, dan berkurang jika mengembang di ruang yang lebih besar. Hubungan ini disebut Hukum Boyle yang dibuat oleh Robert Boyle. Secara matematika, rumusnya adalah k = P x V, atau disederhanakan menjadi k = PV, k adalah konstanta, P adalah tekanan (pressure) , sedangkan V adalah volume. [2] X Teliti sumber
- Ada beberapa satuan yang mungkin diberikan untuk tekanan. Salah satunya adalah pascal (Pa). Satuan ini didefinisikan sebagai gaya sebesar satu newton yang diterapkan pada permukanan seluas satu meter persegi. Satuan lainnya adalah atmosfer (atm). Atmosfer adalah tekanan atmosfer bumi pada permukaan laut. Tekanan 1 atm setara dengan 101.325 Pa. [3] X Teliti sumber
- Temperatur gas ideal naik seiring kenaikan volume dan turun seiring berkurangnya volume. Hubungan ini disebut Hukum Charles yang dibuat oleh ilmuwan Jacques Charles. Rumus matematikanya adalah k = V / T, dengan k sebagai konstanta volume dan temperatur, V mewakili volume, dan T adalah temperatur. [4] X Teliti sumber [5] X Teliti sumber
- Temperatur gas dalam persamaan ini diberikan dalam derajat Kelvin, yang didapatkan dengan menambahkan angka 273 ke nilai derajat dalam Celsius.
- Kedua rumus di atas bisa dikombinasikan dengan satu persamaan: k = PV / T, yang juga bisa ditulis PV = kT.
-
Tentukan kuantitas gas yang diukur. Gas memiliki massa dan volume. Volume biasanya diukur dalam satuan liter (l), akan tetapi ada dua macam massa.
- Massa konvensional diukur dalam satuan gram, tetapi dalam jumlah yang cukup besar satuannya adalah kilogram.
- Karena gas sangat ringan, satuan yang digunakan adalah massa molekul atau massa molar. Massa molar adalah jumlah total massa atom tiap atom dalam senyawa yang membentuk gas, tiap atomnya dibandingkan terhadap angka 12 untuk karbon. [6] X Teliti sumber
- Karena atom dan molekul terlalu kecil untuk dihitung, kuantitas gas ditetapkan dalam satuan mol. Jumlah mol yang ada dalam gas tertentu bisa didapatkan dengan cara membagi massa dengan massa molar dan dinotasikan dengan huruf n.
- Konstanta K di persamaan gas bisa diganti dengan hasil n, jumlah mol (mol), dan konstanta baru R. Sekarang rumusnya adalah nR = PV/T atau PV = nRT. [7] X Teliti sumber
- Nilai R tergantung pada satuan yang digunakan untuk mengukur tekanan, volume, dan temperatur gas. Untuk volume dalam satuan liter, temperatur dalam Kelvin, dan tekanan dalam atmosfer, nilaonya adalah 0,0821 L atm/K mol. Nilai tersebut bisa ditulis sebagai 0,0821 L atm K -1 mol -1 untuk menghindari penggunaan garis miring yang menyatakan pembagian dalam satuan pengukuran. [8] X Teliti sumber
-
Pahami Hukum Dalton Tentang Tekanan Parsial. Hukum ini dikembangkan oleh ahli kimia dan fisika John Dalton, yang pertama kali mengembangkan konsep bahwa unsur kimia terbuat dari atom-atom, [9] X Teliti sumber [10] X Teliti sumber Hukum Dalton menyatakan bahwa tekanan total campuran gas adalah jumlah dari tekanan masing-masing gas di dalam campuran tersebut.
- Hukum Dalton dapat dituliskan dalam bentuk rumus berikut P total = P 1 + P 2 + P 3 … jumlah P di sebelah kanan tanda sama jumlah gas dalam campuran.
- Rumus Hukum Dalton bisa diperluas ketika menangani berbagai gas yang tekanan parsial masing-masing gas tidak diketahui, tetapi volume dan temperaturnya diketahui. Tekanan parsial gas sama dengan tekanan yang mengandaikan bahwa gas dalam jumlah tersebut adalah satu-satunya gas di dalam wadah. [11] X Teliti sumber
- Untuk tiap tekanan parsial rumus gas ideal bisa digunakan. Alih-alih menggunakan PV = nRT, hanya P di sebelah kiri saja yang bisa dipakai. Untuk itu, kedua sisi dibagi dengan V: PV/V = nRT/V. Dua V di sisi kanan saling meniadakan sehingga tinggal P = nRT/V.
- Kita bisa menggunakannya untuk mengganti tiap P di sebelah kanan yang mewakili gas tertentu pada rumus tekanan parsial: P total =(nRT/V) 1 + (nRT/V) 2 + (nRT/V) 3 …
Iklan
-
Tetapkan persamaan tekanan parsial untuk tiap gas yang Anda hitung. Untuk perhitungan kali ini diasumsikan bahwa suatu labu kimia 2 liter menampung 3 macam gas: nitrogen (N 2 ), oksigen (O 2 ), dan karbon dioksida (CO 2 ). Masing-masing gas massanya 10 g, dan temperaturnya 37 derajat Celsius. Kita akan menghitung tekanan parsial masing-masing gas dan tekanan total campuran gas di dalam labu kimia.
- Rumus tekanan parsialnya adalah P total = P nitrogen + P oksigen + P karbon dioksida .
- Karena kita mencari tekanan untuk tiap gas dengan volume dan temperatur yang diketahui, jumlah mol tiap gas bisa dihitung berdasarkan massanya. Rumusnya bisa diubah menjadi: P total =(nRT/V) nitrogen + (nRT/V) oksigen + (nRT/V) karbon dioksida
-
Konversi temperaturnya ke derajat Kelvin. Temperatur dalam Celsius adalah 37 derajat, jadi tambahkan 273 ke 37 sehingga hasilnya adalah 310 derajat K.
-
Temukan jumlah mol tiap gas yang ada dalam sampel. Jumlah mol suatu gas adalah massa gas dibagi massa molarnya, [12] X Teliti sumber yang merupakan jumlah massa atom tiap atom di dalam campuran.
- Untuk gas nitrogen (N 2 ), tiap atomnya memiliki massa atom 14. Karena nitrogen adalah diatomik (berbentuk molekul dua atom), nilai 14 harus dikalikan 2 untuk mendapatkan massa molar 28 pada nitrogen di sampel ini. Selanjutnya massa dalam satuan gram, 10g, dibagi dengan 28, untuk mendapatkan jumlah mol, sehingga hasilnya adalah sekitar 0,4 mol nitrogen.
- Untuk gas selanjutnya, oksigen (O 2 ), tiap atom memilki massa atom 16. Oksigen juga diatomik, jadi 16 dikalikan 2 sehingga massa molar oksigen dalam sampel adalah 32. 10 gram dibagi 32 menghasilkan kurang lebih 0,3 mol oksigen.
- Berikutnya adalah karbon dioksida (CO 2 ), yang memiliki 3 atom yakni satu atom karbon yang massa atomnya 12 dan dua atom oksigen yang massa atomnya 16. Ketiga massa atom tadi ditambahkan untuk mendapatkan massa molar: 12 + 16 + 16 = 44 . Berikutnya 10 gram dibagi dengan 44 sehingga hasilnya adalah sekitar 0,2 mol karbon dioksida.
-
Masukkan nilai mol, volume, dan temperaturnya. Angka-angka tadi dimasukkan ke dalam rumus: P total =(0,4 * R * 310/2) nitrogen + (0,3 *R * 310/2) oksigen + (0,2 * R *310/2) karbon dioksida .
- Supaya lebih sederhana, satuan-satuannya tidak ditulis. Satuan-satuan tersebut akan terhapus dalam perhitungan matematika sehingga hanya menyisakan satuan tekanan.
-
Masukkan nilai konstanta R. Tekanan total dan parsial akan disajikan dalam satuan atmosfer, jadi nilai R yang digunakan adalah 0,0821 L atm/K mol. Nilai tersebut lalu dimasukkan ke dalam persamaan sehingga rumusnya adalah P total =(0,4 * 0,0821 * 310/2) nitrogen + (0,3 *0,0821 * 310/2) oksigen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) karbon dioksida .
-
Hitung tekanan parsial untuk masing-masing gas. Sekarang semua nilai yang dibutuhkan sudah tersedia, saanya melakukan hitungan matematika.
- Untuk tekanan parsial nitrogen, 0,4 mol dikalikan dengan konstanta 0,0821 dan temperatur 310 derajat K, lalu dibagi dengan 2 liter: 0,4 * 0,0821 * 310/2 = 5,09 atm, kurang lebih.
- Untuk tekanan parsial oksigen, 0,3 mol dikalikan dengan konstanta 0,0821 dan temperatur 310 derajat K, lalu dibagi dengan 2 liter: 0,3 *0,0821 * 310/2 = 3,82 atm, kurang lebih.
- Untuk tekanan parsial karbon dioksida, 0,2 mol dikalikan dengan konstanta 0,0821 dan temperatur 310 derajat K, lalu dibagi dengan 2 liter: 0,2 * 0,0821 * 310/2 = 2,54 atm, kurang lebih.
- Ketiga tekanan parsial tersebut lalu dijumlahkan untuk mendapatkan tekanan total: P total = 5,09 + 3,82 + 2,54, atau 11,45 atm, kurang lebih.
Iklan
-
Tentukan rumus tekanan parsial sebagaimana sebelumnya. Sekali lagi, diasumsikan suatu labu kimia 2 liter berisi 3 macam gas: nitrogen (N 2 ), oksigen (O 2 ), dan karbon dioksida (CO 2 ). Massa tiap gas adalah 10 gram dan temperatur masing-masingnya adalah 37 derajat C.
- Temperatur dalam Kelvin masih sama 310 derajat dan jumlah mol kurang lebih adalah 0,4 mol nitrogen, 0,3 mol oksigen, dan 0,2 mol karbon dioksida.
- Satuan tekanan yang digunakan juga atmosfer, jadi nilai konstanta R adalah 0,0821 L atm/K mol.
- Jadi persamaan tekanan parsial masih sama di titik ini: P total =(0,4 * 0,0821 * 310/2) nitrogen + (0,3 *0,0821 * 310/2) oksigen + (0,2 * 0,0821 * 310/2) karbon dioksida .
-
Tambahkan jumlah mol tiap gas pada sampel untuk mendapatkan jumlah mol total campuran gas. Karena volume dan temperaturnya sama untuk tiap sampel gas, dan tiap nilai molar juga dikalikan dengan konstanta yang sama, kita bisa menggunakan sifat distributif matematika untuk menulis ulang persamaannya sebagai berikut P total = (0,4 + 0,3 + 0,2) * 0,0821 * 310/2.
- Lakukan penjumlahan: 0,4 + 0,3 + 0,2 = 0,9 mol campuran gas. Persamaannya akan menjadi lebih sederhana yaitu P total = 0,9 * 0,0821 * 310/2.
-
Hitung tekanan total campuran gas. Lakukan perkalian: 0,9 * 0,0821 * 310/2 = 11,45 mol, kurang lebih.
-
Hitung proporsi masing-masing gas yang menyusun campuran. Untuk menghitung proporsi tiap gas dalam campuran, bagi jumlah mol tiap gas dengan jumlah mol total.
- Terdapat 0,4 mol nitrogen, jadi 0,4/0,9 = 0,44 (44 persen) sampel, kurang lebih.
- Terdapat 0,3 mol nitrogen, jadi 0,3/0,9 = 0,33 (33 persen) sampel, kurang lebih.
- Terdapat 0,2 mol karbon dioksida, jadi 0,2/0,9 = 0,22 (22 persen) sampel, kurang lebih.
- Meskipun perkiraan persentase perhitungan di atas menghasilkan 0,99, nilai desimal yang sesungguhnya berulang. Artinya setelah koma desimal angkanya adalah 9 yang berulang. Secara definisi nilai tersebut sama dengan 1, atau 100 persen.
-
Kalikan proporsi jumlah masing-masing gas dengan tekanan total untuk menghitung tekanan parsial.
- Perkalian 0,44 * 11,45 = 5,04 atm, kurang lebih.
- Perkalian 0,33 * 11,45 = 3,78 atm, kurang lebih.
- Perkalian 0,22 * 11,45 = 2,52 atm, kurang lebih.
Iklan
Tips
- Ada sedikit selisih nilai antara menghitung tekanan parsial terlebih dahulu lalu tekanan total dan menghitung tekanan total terlebih dahulu baru kemudian tekanan parsial. Ingatlah bahwa nilai yang diberikan di atas dinyatakan sebagai nilai kurang lebih karena adanya pembulatan 1 atau 2 tempat desimal agar lebih mudah dipahami. Jika perhitungan dilakukan sendiri dengan kalkulator dan tanpa pembulatan, akan ada lebih sedikit selisih antara dua metode atau tidak berbeda sama sekali.
Iklan
Peringatan
- Bagi para penyelam, pengetahuan tentang tekanan parsial gas bisa menentukan antara hidup dan mati. Tekanan parsial oksigen yang terlalu rendah bisa mengakibatkan tubuh pingsan, bahkan kematian, sementara tekanan parsial nitrogen atau oksigen yang terlalu tinggi bisa menjadi racun. [13] X Teliti sumber [14] X Teliti sumber
Iklan
Hal yang Anda Butuhkan
- Kalkulator
- Buku rujukan tentang massa atom/massa molar.
Referensi
- ↑ http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/kinetic/idegas.html
- ↑ http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/boyle.html
- ↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere_(unit)
- ↑ http://www.chm.davidson.edu/vce/gaslaws/charleslaw.html
- ↑ http://www.ausetute.com.au/charslaw.html
- ↑ http://www.ausetute.com.au/mmcalcul.html
- ↑ http://www.ausetute.com.au/partialp.html
- ↑ http://www.ausetute.com.au/idealgas.html
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/sstutorial/Text9/Tx96/tx96.html
- ↑ http://www.mikeblaber.org/oldwine/chm1045/notes/Gases/Mixtures/Gases06.htm
- ↑ https://www.chem.wisc.edu/deptfiles/genchem/sstutorial/Text9/Tx96/tx96.html
- ↑ http://www.ausetute.com.au/partialp.html
- ↑ http://en.wikipedia.org/wiki/Partial_pressure
- ↑ http://precisiondiving.net/blog/how-to-calculate-partial-pressure-of-oxygen/
Tentang wikiHow ini
Halaman ini telah diakses sebanyak 96.838 kali.
Iklan
