Hubungan Mol dengan Volume Molar Gas

Hubungan Mol dengan Volume Molar Gas . 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 per mol gas disebut volume molar dan dilambangkan $Vm$.

Keterangan :
$V$ = volume gas (liter)
$n$ = jumlah mol (mol)
$Vm$ = volume molar (liter/mol)
(Martin S. Silberberg, 2000)

Volume molar gas bergantung pada suhu dan tekanan. Beberapa keadaan suhu dan tekanan yang biasa dijadikan acuan penentuan volume gas sebagai berikut:

1. Keadaan standar

Kondisi dengan suhu 0 $^circ$C dan tekanan 1 atm disebut keadaan standar dan dinyatakan dengan STP (Standard Temperature and Pressure).
   $ P.V = n.R.T $

keterangan:
$P$ = tekanan (atm)
$V$ = volume gas (liter)
$n$ = jumlah mol (mol)
$R$ = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K
$T$ = 0 $^circ$C = 273 K

$begin{align} P.V & = n.R.T \ V & = frac{n.R.T }{P} \ & = frac{1 times 0,082 times 273 }{1} \ & = 22,4 , , text{liter} end{align} $

Jadi, pada keadaan standar (STP), volume molar (volume 1 mol gas) adalah 22,4 liter/mol.

2. Pada suhu kamar

Kondisi pengukuran gas pada suhu 25 $^circ$C dan tekanan 1 atm disebut keadaan kamar dan dinyatakan dengan RTP (Room Temperature and Pressure).
   $ P.V = n.R.T $

keterangan:
$P$ = tekanan (atm)
$V$ = volume gas (liter)
$n$ = jumlah mol (mol)
$R$ = tetapan gas = 0,082 L atm/mol K
$T$ = 25 $^circ$C = 298 K

$begin{align} P.V & = n.R.T \ V & = frac{n.R.T }{P} \ & = frac{1 times 0,082 times 298 }{1} \ & = 24,4 , , text{liter} end{align} $
Jadi, pada keadaan kamar (RTP), volume molar (volume 1 mol gas) adalah 24,4 liter/mol.

Baca juga  Konsep Mol pada Kimia

3. Keadaan tertentu dengan tekanan dan suhu diketahui

Volume gas pada suhu dan tekanan yang diketahui dapat dihitung dengan menggunakan persamaan gas yang disebut persamaan gas ideal. Persamaan gas ideal, yaitu $ PV = nRT$, untuk menentukan volume gas menjadi:
$begin{align} V = frac{n.R.T }{P} end{align} $

dengan:
$P$ = tekanan gas (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)

4. Keadaan yang mengacu pada keadaan gas lain

Pada suhu dan tekanan yang sama, volume gas hanya bergantung pada jumlah molnya. Misalkan gas pertama dengan jumlah mol $n_1$ dan volume $V_1$ dan gas kedua dengan jumlah mol $n_2$ dan volume $V_2$, maka pada suhu dan tekanan yang sama berlaku:
$ begin{align} frac{V_1}{V_2} = frac{n_1}{n_2} , text{ atau } , frac{n_1}{V_1} = frac{n_2}{V_2} end{align} $

Contoh soal hubungan mol dengan volume molar gas :
Tentukan volume dari 2 mol gas nitrogen jika diukur pada:
a. keadaan standar (STP)
b. keadaan kamar (RTP)
c. suhu 30 $^circ$C dan tekanan 1 atm
d. suhu dan tekanan yang sama di mana 0,5 mol gas oksigen mempunyai volume 15 liter

Penyelesaian :
a. Pada keadaan standar (STP),$Vm$ = 22,4 liter/mol
$ begin{align} V & = n times Vm \ & = 2 text{ mol } times 22,4 text{ liter/mol} \ & = 44,8 text{ liter} end{align} $

b. Pada keadaan kamar (RTP), $ Vm $ = 24,4 liter/mol
$ begin{align} V & = n times Vm \ & = 2 text{ mol } times 24,4 text{ liter/mol} \ & = 48,8 text{ liter} end{align} $

c. Pada suhu 30 $^circ$C dan tekanan 1 atm, dihitung dengan $ PV = nRT$
$begin{align} T & = 273 + 30 = 303 , K \ P.V & = n.R.T \ V & = frac{n.R.T }{P} \ & = frac{1 times 0,082 times 303 }{1} \ & = 49,692 , , text{liter} end{align} $

Baca juga  Contoh Penerapan Hukum Avogadro

d. Pada suhu dan tekanan yang sama pada saat 0,5 mol gas oksigen volumenya 15 liter
$ begin{align} frac{V_1}{V_2} & = frac{n_1}{n_2} \ frac{V_{O_2}}{V_{N_2}} & = frac{n_{O_2}}{n_{N_2}} \ V_{N_2} & = frac{n_{N_2}}{n_{O_2}} times V_{O_2} \ & = frac{2}{0,5} times 15 \ & = 60 , , text{liter} end{align} $

Demikian pembahasan materi Hubungan Mol dengan Volume Molar Gas dan contohnya.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *