Volume Molar

Sahabat Chemistrylovers, Hipotesis Avogadro menyebutkan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, semua gas dengan volume yang sama akan mengandung jumlah partikel yang sama pula. Oleh karena 1 mol setiap gas mempunyai jumlah molekul yang sama, maka pada suhu dan tekanan yang sama pula, 1 mol setiap gas mempunyai volume yang sama. Volume satu mol gas disebut dengan volume molar dan dilambangkan dengan V_m. 

Jika suatu gas dipanaskan, maka akan terjadi pemuaian volume. Adanya pemuaian volume menyebabkan terjadinya penyimpangan-penyimpangan pada hukum-hukum yang berlaku untuk gas. Untuk gas ideal, dianggap bahwa tidak ada penyimpangan-penyimpangan tersebut. Beberapa hukum tentang gas yang berlaku pada gas ideal adalah:

· Hukum Boyle menyatakan bahwa pada suhu tetap, tekanan dari sejumlah mol gas yang sama berbanding terbalik dengan volumenya atau P ≈ 1/V pada T tetap.

· Hukum Charles menyatakan bahwa volume sejumlah mol gas yang sama pada tekanan tetap berbanding lurus dengan suhu mutlaknya atau V ≈ T pada P tetap

· Hukum Avogadro menyatakan bahwa pada tekanan dan suhu tetap, volume suatu gas berbanding lurus dengan jumlah mol gas, atau V ≈ n pada T dan P tetap

Dari semua hukum tentang gas tersebut, jika digabung maka akan didapatkan suatu persamaan tunggal untuk perilaku gas:

Keterangan:

P = tekanan gas (atm) 760 mmHg = 1 atm

V = Volume gas (liter)

n = jumlah mol gas (mol)

R = tetapan gas (0,082 L atm/mol K)

T = suhu mutlak gas (K = 273 + suhu celcius). 

Persamaan di atas dikenal dengan persamaan gas ideal, yang menerangkan hubungan empat variabel (suhu, tekanan, volume, dan jumlah mol gas) terhadap perilaku gas ideal, yaitu gas yang molekul-molekulnya dianggap tidak saling tarik-menarik, tidak saling tolak-menolak dan volumenya dapat diabaikan terhadap volume wadahnya. Dengan menggunakan persamaan gas ideal tersebut, maka dapat ditentukan volume, massa, dan besaran lainnya pada berbagai keadaan. Penggunakan hukum gas ideal pada kehidupan sehari-hari adalah untuk pengisian gas elpiji. Mengisikan gas elpiji ke dalam tabung elpiji tidak mungkin ditimbang, tetapi dengan cara mengukur tekanannya.

Volume molar gas adalah volume 1 mol gas pada suhu dan tekanan tertentu. Keadaan standar adalah kondisi dengan suhu 0 ⁰C dan tekanan 1 atm dinyatakan dengan STP (standard temperature and pressure).  Jika pengukuran dilakukan pada suhu 0⁰C dan tekanan 1 atm, volume molar gas disebut sebagai volume molar standar. Untuk menentukan volume molar gas pada keadaan standar dilakukan penimbangan sejumlah volume gas tertentu dalam tabung yang sudah diketahui massa kosongnya pada suhu 0⁰C dan tekanan gas 1 atm. Berdasarkan hasil percobaan disimpulkan bahwa pada keadaan standar (0 ⁰C, 1 atm) volume 1 mol gas adalah 22,4 liter. Jadi, pada keadaan standar volume sejumlah gas dapat dihitung dengan menggunakan rumus :

Keterangan :

V = volume gas pada 0 ⁰C, 1 atm,

n = jumlah mol gas

Hipotesis Avogadro menyatakan bahwa pada suhu dan tekanan yang sama, sejumlah volume yang sama suatu gas akan mengandung jumlah molekul yang sama pula. Dari pernyataan tersebut, jika jumlah molekulnya sama maka jumlah mol gas akan sama pula. Dengan demikian berlaku bahwa perbandingan volume gas akan sama dengan perbandingan mol gas. Misalnya gas pertama dengan jumlah mol n₁ dan volume V₁ dan gas kedua dengan jumlah mol n₂ dan volume V₂ maka pada suhu dan tekanan yang sama berlaku : 

Untuk menentukan volume gas yang suhu dan tekananya tidak diketahui tetapi berdasarkan keadaan tertentu dibandingkan dengan gas lain, maka dapat digunakan konsep volume molar. Atau dapat juga menggunakan rumus hubungan hipotesis Avogadro dan volume di atas.

Nah demikianlah uraian materi dan contoh soal penyelesaian penentuan volume sejumlah gas tertentu. 

Untuk lebih memahami materi di atas. diskusikanlah beberapa soal berikut ini!

Soal 2. Tentukanlah volume 14 gram gas nitrogen (N₂) yang diukur pada suhu 27⁰C dan tekanan 2 atm! (A_r N = 14)

Soal 3. Hitunglah volume gas CO₂ yang massanya 22 g jika diukur pada keadaan STP! Tentukan volume dari 4,4 g gas CO₂ yang diukur pada tekanan 2 atm dan suhu 27^oC!

Soal 4. Tentukan volume 4 g gas metana (CH₄) yang di ukur pada keadaan sama dengan dimana 3 g NO memiliki volume 5 L! (Ar H = 1, C = 12, N = 14, O = 16)

Soal 5. Diketahui 0,01 mol gas Cl₂ (Ar Cl = 35,5). Tentukan massa, jumlah partikel, dan volume Cl₂ jika dihitung pada keadaaan STP!

Soal 6. Pada suhu dan tekanan sama, tentukan volume gas CO₂ yang diukur pada keadaa 1 liter gas NO memiliki berat 14 g! 

Selamat berkerja -- Salam Chembucket--