Penjelasan Mengenai Persamaan Van Der Waals
Gas yang mengikuti hukum Boyle
dan hukum Charles, yakni hukum gas ideal disebut gas ideal. Namun, didapatkan,
bahwa gas yang kita jumpai, yakni gas nyata, tidak secara ketat mengikuti hukum
gas ideal. Penyimpangan yang terjadi pada gas nyata terjadi karena adanya gaya
tarik menarik antar molekul dan volum molekul-molekulnya tidak dapat diabaikan,
oleh karena itu volum dan tekanan gas dalam persamaan gas ideal perlu dikoreksi.
Seorang fisikawan Belanda bernama
Johanes Diderik Van der Waals (1837-1923) dalam memperbaiki keadaan gas ideal
pada suhu dan tekanan tertentu, beliau mengusulkan tentang memodifikasi
persamaan gas ideal dengan cara menambahkan faktor koreksi pada volume dan
tekanan. Faktor koreksi untuk volume diperlukan karena partikel gas nyata
memiliki volume yang tidak dapat diabaikan, sehingga untuk memperhitungkan
ukuran partikel – partikel gas Van der Waals menjumlah volume gas ideal dengan
volume efektif total molekul-molekul gas sebesar
nb. Persamaan itu dirumuskan sebagai berikut:
Keterangan :
V = volume gas yang terukur
pada waktu percobaan (liter)
Videal = volume gas ideal (liter)
n= jumlah mol gas
b= konstanta Van der Waals
Pideal = tekanan gas ideal (atm)
Perbedaan sifat antara sebuah
molekul gas dengan sebuah molekul lain yang hampir bertumbukan dengan dinding
wadah. Gaya tarik menarik molekul itu sama untuk ke segala arah sehingga
akan saling menghilangkan. Sedangkan molekul yang lain hampir bertubukkan
dengan dinding sehingga gaya tarik menarik antar molekul gas tersebut dengan
molekul lain cenderung dapat menurunkan momentum molekul gas tersebut ketika
bertumbukkan dengan dinding, dan akibatnya akan mengurangi tekanan gas
tersebut. Oleh karena itu, tekanan gas tersebut akan lebih kecil daripada
tekanan gas ideal karena pada gas ideal dianggap tidak terjadi gaya tarik
menarik antar molekul.
Makin besar jumlah molekul
persatuan volume, makin besar jumlah tumbukan yang dialami oleh dinding wadah
serta makin besar pula gaya tarik menarik yang dialami oleh molekul-molekul gas
yang hampir menumbuk dinding wadah. Karena itu, faktor koreksi untuk tekanan
dapat dihitung dengan rumus :
keterangan :
a=konstanta
Van der Waals
n=jumlah
mol gas.
Dengan memasukkan kedua
faktor koreksi tersebut ke dalam persamaan gas ideal, maka diperoleh persamaan
Van der Waals :
Keterangan :
P = tekanan absolut gas (atm)
V =volume spesifik gas (liter)
R = konstanta gas (0,082 L.atm/mol atau
8,314J/Kmol)
T =suhu /temperatur absolut gas (K)
n =jumlah mol gas
a,b =konstanta Van der Waals
Tabel beberapa nilai konstanta
Van der Waals a dan b:
|
gas
|
a
(atm dm6 mol-2) |
b
(atm dm6 mol-2) |
|
He
|
0,0341
|
0,0237
|
|
Ne
|
0,2107
|
0,0171
|
|
H2
|
0,244
|
0,0266
|
|
NH3
|
4,17
|
0,0371
|
|
N2
|
1,39
|
0,0391
|
|
C2H
|
4,47
|
0,0571
|
|
CO2
|
3,59
|
0,0427
|
|
H2O
|
5,46
|
0,0305
|
|
CO
|
1,49
|
0,0399
|
|
Hg
|
8,09
|
0,0170
|
|
O2
|
1,36
|
0,0318
|
Jika dibandingkan dengan
persamaan gas ideal, persamaan Van der Waals ini dapat digunakan pada gas nyata
dengan besaran suhu dan tekanan yang lebih besar. Dengan begitu, persamaan Van
der Waals juga dapat menjelaskan penyimpangan gas nyata dari gas ideal. Namun,
persamaan Van der Waals ini belum dapat secara sempurna menggambarkan
sifat-sifat gas sehingga digunakan persamaan lain yang dikenal persamaan
Virial.
Daftar Pustaka
Buku Kimia
Fisika II Kimia Unesa
Tidak ada komentar:
Posting Komentar