BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Tekanan campuran gas adalah merupakan penjumlahan total dari tekanan parsial masing-masing komponen campuran gas. Hal ini pertama kali dinyatakan oleh Dalton pada tahun 1801 dan lebih dikenal dengan hukum Dalton. Melihat dari keadaan yang ada bahwa, mahasiswa masih perlu adanya pembelajaran mengenai hukum – hukum di dalam fisika terutama hukum dalton karena penggunaannya hukum dalton sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari – hari. Sebelum itu, mahasiswa terlebih dahulu dikenalkan mengenai teori dasar dari hukum dalton itu sendiri karena pada umumnya masih saja ada yang belum mengenal dan mengetahui apa itu hukum dalton.
Perumusan antara suhu, tekanan, dan volume dalam ilmu fisika dan kimia begitu banyak. Ada perumusan hubungan suhu, tekanan da volume pada saat suhunya tetap, tekanan tetap, volume tetap, dan lain sebagainya. Oleh karena itu, dengan melakukan praktikum ini, mencoba untuk mengingatkan kembali mengenai hubungan antara tekanan dan volume jika pada keadaan temperatur yang tetap.
Pada jaman sekarang ini, terkadang mahasiswa tidak peduli dasar dari penggunaan hukum dalton. Sehingga, tidak sedikit dari mereka yang tidak bisa menghitung dan mengukur tekanan campuran di dalam 2 buah tabung baik mengukur nyata ketika praktikum maupun menghitung manual dengan perhitungan matriks. Oleh karena itu, melalui praktikum ini, diharapkan mahasiswa mampu mengukur dan menghitung tekanan campuran pada 2 buah tabung .
1.2. Tujuan
Tujuan dari praktikum kali ini adalah :
1. Mengetahui penggunaan hukum dalton
2. Mengetahui hubungan tekanan dan volume pada 2 tabung dengan suhu yang sama
3. Mengukur tekanan campuran gas dalam tabung
4. Menghitung tekanan campuran gas dalam tabung dengan cara matriks (perhitungan biasa)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Pengertian Gas
Gas adalah materi yang encer. Sifat ini di sebabkan Interaksi yang lemah diantara partikel – partikel penyusunnya sehingga perilaku termalnya relatif sederhana. Dalam memepelajari perilaku tersebut, pengertian yang jelas dari sifat – sifat makroskopik seperti suhu, tekanan, dan volume ialah besaran – besaran yang dapat diukur dengan alat ukur. Gas ideal adalah gas yang memenuhi asumsi -asumsi sebagai berikut ;
- Jumlah partikel gas banyak sekali tetapi tidak ada gaya tarik menarik antar partikel
- Setiap partikel gas selalu bergerak dengan arah sembarang
- ukuran partikel gas dapat diabaikan terhadap ukuran wadah
- setiap tumbukan yang terjadi bersifat lenting sempurna
- Partikel gas terdistribusi merata pada seluruh ruangan dalam wadah
- partikel gas memenuhi hukum newton tentang gerak
Termodinamik adalah satu cabang sains yang membincangkan perpindahan haba dan juga saling tukar haba dengan bentuk-bentuk tenaga yang lain yang berlaku dalam sesuatu proses ataupun tindak balas. Termodinamik membolehkan seseorang menjangkakan sesuatu tindak balas itu akan berlaku atau tidak hanya dengan menggunakan maklumat yang diperoleh daripada tindak balas lain yang sebanding. Konsep termodinamik juga boleh digunakan dalam memahami mengapa sesuatu proses atau tindak balas itu berlaku secara spontan dan tidak bagi tindak balas yang lain.
2.2. Sifat – sifat Gas
Gas memiliki sifat – sifat yang khas, yakni :
Gas bersifat transparan. Gas terdistribusi merata dalam ruang apapun bentuk ruangnya. Gas dalam ruang akan memberikan tekanan ke dinding. Volume sejumlah gas sama dengan volume wadahnya. Bila gas tidak diwadahi, volume gas akan menjadi tak hingga besarnya, dan tekanannya akan menjadi tak hingga kecilnya. Gas berdifusi ke segala arah tidak peduli ada atau tidak tekanan luar. Bila dua atau lebih gas bercampur, gas-gas itu akan terdistribusi merata. Gas dapat ditekan dengan tekanan luar. Bila tekanan luar dikurangi, gas akan mengembang. Bila dipanaskan gas akan mengembang, bila didinginkan akan mengkerut. Dari berbagai sifat di atas, yang paling penting adalah tekanan gas. Misalkan suatu cairan memenuhi wadah. Bila cairan didinginkan dan volumenya berkurang, cairan itu tidak akan memenuhi wadah lagi. Namun, gas selalu akan memenuhi ruang tidak peduli berapapun suhunya. Yang akan berubah adalah tekanannya
2.3. Jenis – Jenis Gas
Gas di bagi ke dalam 2 jenis, yakni :
1. Gas unggul (sempurna)
2. Gas sejati (sahih)
Perbedaan antara keduanya yaitu
· Gas unggul tiada interaksi (daya tarikan/tolakan) antara molekul
· Saiz molekulnya amat kecil relatif terhadap isipadu bekas (jadi boleh diabaikan).
· Gas sejati berkelakuan seperti gas unggul pada tekanan yang sangat rendah (P® 0)
2.4. Hukum Dalton
Tekanan campuran gas adalah merupakan penjumlahan total dari tekanan parsial masing-masing komponen campuran gas. Hal ini pertama kali dinyatakan oleh Dalton pada tahun 1801. Hukum ini akan dapat digunakan untuk menghitung tekanan total campuran gas.
Teori dasar hukum dalton yakni bahwa tekanan campuran gas pada suhu tetap dalam suatu ruangan sama dengan jumlah tekanan tiap gas itu masing – masing dalam ruangan tersebut. Dengan kata lain, tekanan campuran gas dalam suatu ruangan sama dengan jumlah perkalian tekanan dan volume tiap gas itu masing – masing bagi dengan volume ruangan tersebut.
Menurut hukum ini, Tekanan Total suatu gas campuran adalah jumlah dari tekanan parsial gas-gas di dalam campuran tsb.
Tekanan total bagi satu campuran gas-gas unggul adalah jumlah tekanan separa komponen-komponennya (dengan syarat tiada interaksi sesama gas).
P = PA + PB + PC + …… = 
di mana P º tekanan total, Pi º tekanan separa, i = A, B, C, ….
Tekanan separa º tekanan yang dikenakan oleh setiap gas sekiranya ia menempati isipadu yang sama secara bersendirian pada suhu yang sama.
Pi = 
(ni = bil. mol gas i)
(ni = bil. mol gas i)Pecahan mol gas i = Xi = 
(nT = bil. mol total)
(nT = bil. mol total) Bayangkan sekuantiti gas A di dalam suatu bekas berisipadu V pada suatu suhu malar T. Suatu tekanan akan diwujudkan dan nilainya ialah PA. Jika bekas itu dikosongkan dan kemudian disikan dengan gas lain, B pada suhu yang sama, suatu tekanan baru wujud, bernilai PB. Demikianlah seterusnya jika kita gantikan dengan gas C, D, ... X masing-masing akan memberikan tekanan PC, PD, ... PX. Berapakah nilai tekanan gas jika kesemua gas tersebut, A, B, C, D, ... X mengisi serentak bekas yang berisipadu V pada suhu tertentu itu?
Inilah yang diperihalkan oleh hukum Dalton. Mengikut Dalton, jika P ialah tekanan jumlah campuran gas-gas dalam isipadu tertentu itu, maka,
P = PA + PB + PC + PD + ... + PX --------- 2.6
PA, PB, PC, PD ... PX dinamakan tekanan separa masing-masing gas A, B, C, D, ... X iaitu tekanan yang dikenakan oleh sesuatu gas seandainya gas tersebut sahaja yang mengisi isipadu berkenaan.
Dengan demikian hukum Dalton boleh diungkapkan sebagai tekanan jumlah bagi campuran gas di dalam suatu isipadu tertentu pada suhu malar ialah hasil tambah tekanan separa masing-masing gas komponen. Jika bilangan mol masing-masing gas dalam campuran itu ialah nA, nB, nC, nD, ... nX, hukum Dalton juga mendapati bahawa,
---------------------- 2.7 Demikian juga dengan tekanan-tekanan separa untuk gas B, C, D, ... X. Sebutan xA = nA/(nB+nC+nD+...+nX) dinamakan pecahan mol gas A dalam campuran tersebut. Begitu juga dengan sebutan-sebutan pecahan mol untuk gas-gas B, C, D, ... X. Dengan perkataan, persamaan 2.7 menyatakan bahawa tekanan separa suatu gas dalam campuran gas-gas adalah berkadar terus kepada pecahan mol gas tersebut dalam campuran berkenaan. Pernyataan ini juga kadang-kadang diambil sebagai pernyataan hukum Dalton. Sebenarnya persamaan 2.7 diterbitkan daripada persamaan 2.6 dengan mengambil kira perkaitan di antara tekanan gas dengan bilangan mol gas tersebut.
Untuk menerangkan hukum Dalton, kita menggunakan persamaa 2.1a yang digabungkan dengan persamaan 2.1c, menjadi,
Untuk gas, A, B, C, D, ... X, bilangan mol masing-masing ialah,
Apabila gas-gas ini diisi ke dalam bekas yang sama dengan isipadu V, maka V = VA = VB = ... = VX dan jumlah mol gas-gas tersebut ialah,
Sebutan di sebelah kiri persamaan di atas sebenarnya ialah tekanan jumlah P di dalam bekas berkenaan. Jadi,
PA, PB, ... PX , menurut takrif ialah tekanan separa masing-masing gas. Tekanan separa PX bagi gas X ialah,
dengan xX ialah pecahan mol gas X. Dengan cara yang sama tekanan separa PA, PB, dan lain-lain boleh diterbitkan.
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1. Alat dan Bahan
· 2 buah tabung silinder yang dilengkapi dengan pipa penghubung dan kran, alat pengukur tekanan serta pentil
· Pompa udara
3.2. Prosedur
1. Tutup kran yang terdapat pada pipa penghubung di kedua buah tabung
2. Lihat posisi tekanan pada alat pengukur tekanan !! pastikan dalam keadaan nol
3. Pompa Tabung 1 Sampai tekanan yang di tentukan, catat !
4. Pompa Tabung 2 hingga tekanan tertentu, Catat ! (tekanan pada tabung 1 bedakan dengan tabung 2)
5. Buka kran penghubung secara bersamaan, baca dan catat tekanan pada saat setimbang.
6. ulangi langkah 1 – 5 sebanyak 5 kali percobaan
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Hasil
a. Tabel hasil Praktikum
NO | Tabung 1 | Tabung 2 | Campuran | |||
P1 (atm) | V1 | P2 (atm) | V2 | PC (atm) | VC | |
1 | 0,8 | V | 0,4 | V | 0,6 | 2V |
2 | 0,6 | V | 0,5 | V | 0,55 | 2V |
3 | 0,4 | V | 0,3 | V | 0,35 | 2V |
4 | 0,8 | V | 0,3 | V | 0,55 | 2V |
5 | 0,4 | V | 0,5 | V | 0,45 | 2V |
b. Perhitungan Secara Rumus
Hukum Dalton
Pcampuran = (P1V1 + P2V2 + ... + PnVn) / (V1 + V2 + ...Vn)
Dengan mengasumsikan V1 = V2 = V, maka Vc = V1 + V2 = 2V, Tekanan campurannya adalah
Pc = (P1V1 + P2V2) / (V1 + V2)
Pc = (P1V + P2V) / 2V
Pc = (P1 + P2) / 2
· Pc1 = (P11 + P21) / 2 = (0,8 + 0,4) / 2 = 0,6 atm
· Pc2 = (P12 + P22) / 2 = (0,6 + 0,5) / 2 = 0,55 atm
· Pc3 = (P13 + P23) / 2 = (0,4 + 0,3) / 2 = 0,35 atm
· Pc4 = (P14 + P24) / 2 = (0,8 + 0,3) / 2 = 0,55 atm
· Pc5 = (P15 + P25) / 2 = (0,4 + 0,5) / 2 = 0,45 atm
c. Grafik
 |
Dengan memisalkan V silinder nya adalah 5 dm3
 |
3.2. Pembahasan
Pada praktikum kali ini dalam menghitung dan mengukur tekanan campuran gas digunakan alat berupa 2 buah tabung sillinder yang sudah dilengkapi dengan alat pengukur tekanan, pentil, selang atau pipa penghubung dan kran. Selain itu, untuk memompa tekanan, digunakanlah alat pemompa sederhana. Pentil pada tabung tersebut digunakan sebagai penghubung antara tabung udara dan pemompa sehingga pada saat pemompa bekerja, gas atau udara bisa masuk di dalamnya dan tekanan pun menjadi naik. Selain itu, pentil tersebut berfungsi juga sebagai tempat keluarnya udara ketika teknana didalam tabung ingin diturunkan. Selang atau pipa penghubung dan kran tersebut berfungsi untuk mengatur keseimbangan tekanan dalam pipa sehingga ketika pada saat kran ditutup, tekanan yang dimiliki masing masing tabung berbeda tetapi pada saat krannya terbuka, tekanan akan mencapai keseimbangan dan pada akhirnya disebut sebagai tekanan campuran.
Hukum dalton dirumuskanPc = (P1V1 + P2V2) / (V1 + V2)
Dimana, Pc = Tekanan campuran
P1 = Tekanan pada tabung 1
P2 = Tekanan pada tabung 2
V1 = Volume udara pada tabung 1
V2 = Volume udara pada tabung 2
Karena bentuk tabung tersebut silinder, maka volume tabung tersebut adalah V silinder = pr2t dimana r merupakan jari – jari tabung dan t adalah tinggi tabung dalam percobaan. Karena ketika praktikum tidak dilakukan pengukuran tinggi dan jari – jari tabung dan menganggap Volume pada tabung pertama dan kedua adalah sama, maka rumusan hukum dalton menjadi
Pc = (P1V1 + P2V2) / (V1 + V2)
Pc = (P1V + P2V) / 2VPc = (P1 + P2) / 2
Untuk menghitung suhu campuran, yakni
Pc = (nTRT) / Vc
Jika Pc diambil dari percobaan 1 yakni 0,6 atm, nT = bilangan mol total sebesar 0,05,R adalah bilangan avogadro yang nilainya 0,0821 L atm K-1mol-1 dan Vc adalah 5 dm3, maka Suhu pada saat itu adalah
Pc = (nTRT) / Vc
0,6 =[ (0,05)(0,0821)(T) ] / 5
3 = 4,105 x 10-3 T
T = 730,8 K
Semakin tinggi tabung gas dan jari - jari nya maka semakin tinggi volume udaranya. Sedangkan semakin tinggi volume udaranya maka semakin kecil tekanan udara didalamnya.
BAB V
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil dan pembahasan diatas dapat disimpulkan bahwa :
1. Pada suhu dan volume yang sama, untuk menentukan besar tekanan campuran dirumuskan Pc = (P1 + P2) / 2
2. Hukum dalton di gunakan untuk menentukan tekanan campuran pada suhu yang sama
3. Semakin besar volume udara maka semakin kecil tekanan udaranya
