Rumus Volume Gas Pada Keadaan Tidak Standar (Non-STP), Contoh Soal dan Pembahasan

Daftar Materi Kimia

• 1. Struktur Atom (Proton, Elektron dan Neutron)
• 2. Ikatan Kimia (Ion, Kovalen dan Logam)
• 3. Stoikiometri (Perhitungan Kimia)
• 4. Larutan Elektrolit dan Nonelektrolit
• 5. Reaksi Redoks (Reduksi-Oksidasi)

Advertisement

Baca Juga:

Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas tentang volume molar gas pada keadaan tidak standar atau biasa disebut keadaan Non-STP. Namun sebelum itu, tahukah kalian apa itu volume molar? Volume molar adalah volume 1 mol gas yang diukur pada keadaan standar (0°C, 1 atm). Keadaan standar disebut dengan STP (Standard Temperature and Pressure). Volume molar gas pada STP menggunakan gas oksigen sebagai dasar perhitungan.

Massa 1 L O2 = 1,429 gram (berdasarkan eksperimen) Maka massa 1 mol O2 (Mr = 32) = 32 gram Volume 1 mol O2 pada STP = 1,429 gram/32 gram = 1 L/Vm Jadi, Vm = 32 gram L/1,429 gram  = 22,4 liter

Volume molar (Vm) adalah volume 1 mol gas pada STP, sehingga setiap 1 mol gas yang diukur pada STP mempunyai volume sama, yaitu 22,4 liter. Dan sekarang yang menjadi pertanyaannya adalah, Bagaimana cara menentukan volume gas pada keadaan tidak standar? Untuk menjawab pertanyaan tersebut, silahkan kalian simak baik-baik penjelasan berikut ini.

Volume Molar Gas Pada Keadaan Tidak Standar (Non-STP)

Untuk menentukan volume suatu gas pada keadaan Non-STP atau keadaan pada suhu dan tekanan tertentu (bukan 0°C, 1 atm) dapat dihitung menggunakan persamaan gas ideal. Persamaan gas ideal adalah suatu persamaan yang diturunkan berdasarkan asumsi para pakar kimia dengan mengacu pada hasil-hasil percobaan seperti Charles, Amonton, Boyle, dan Gay-Lussac.

■ Hukum Charles menyatakan bahwa: “pada tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.” Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.

V ≈ T

■ Hukum Amonton menyatakan bahwa: “pada volume tetap, tekanan gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.” Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.

P ≈ T

■ Boyle dan Gay-Lussac menggabungkan ketiga besaran gas (tekanan, suhu, dan volume) menghasilkan persamaan berikut.

PV ≈ T

■ Menurut Avogadro, persamaan tersebut ditulis sebagai berikut.

PV = RT

R adalah tetapan molar gas yang tidak bergantung pada P, T, dan V, tetapi hanya bergantung pada jumlah mol gas. Menurut percobaan, nilai R = 0,082 L atm mol-1 K-1. Berdasarkan uraian tersebut, persamaan gas ideal dapat ditulis sebagai berikut.

PV = nRT

Keterangan:

P = Tekanan (atm)

V = Volume (L)

T = Suhu mutlak (K)

n = Jumlah partikel (mol)

R = Tetapan gas (L atm mol-1 K-1) = 0,082 L atm mol-1 K-1

Contoh Soal:

Berapa volume gas H2 yang terdapat dalam balon pada suhu 27°C jika tekanan H2 2 atm dan beratnya 0,5 g? Diketahui: R = 0,082 L atm mol-1 K-1.

Jawab:

Untuk menentukan volume H2, pertama kita hitung jumlah molnya, kemudian baru menghitung volume gas H2 melalui persamaan untuk gas ideal PV = nRT. Jumlah mol dihitung dengan menggunakan rumus massa molar berikut ini.

m = n × Mm

Keterangan:

m = massa (gram)

n = jumlah mol (mol)

Mm = massa molar (g mol-1)

Massa molar sama dengan Ar (untuk atom) atau Mr (untuk molekul atau senyawa). Ar atom H = 1 maka Mr molekul H2 = 2 × 1 = 2 sehingga Mm H2 = 2 g mol-1. Dengan demikian, jumlah mol gas H2 adalah sebagai berikut.

Jumlah mol H2	=	m
		Mm

Jumlah mol H2	=	0,5 g	=	0,25 mol
		2 g mol-1

Volume H2 pada suhu 27°C = (27 + 273) K = 300 K dan tekanan 2 atm dihitung menggunakan persamaan gas ideal berikut.

PV = nRT

V	=	nRT
		P

V	=	(0,25 mol)( 0,082 L atm mol-1 K-1)(300 K)	=	3,075 L
		2 atm

Dengan demikian, volume 0,5 gram gas H2 pada suhu 27°C dan tekanan 2 atm adalah sebesar 3,08 liter.