Apa itu gas nyata dalam kimia?

Gas nyata adalah salah satu yang menyimpang dari perilaku yang disebut hukum gas ideal. Gas ideal adalah gas teoretis, yang perilakunya mengikuti hukum tertentu.

Hukum gas ideal

Hukum yang mengatur perilaku gas ideal adalah:

PV = nRT

Di mana:

P = tekanan

V = volume

n = jumlah mol gas

R = konstanta gas

T = suhu mutlak

Hukum gas ideal bekerja untuk semua gas ideal terlepas dari identitas kimianya. Tetapi persamaan ini, yang merupakan persamaan keadaan, hanya menerapkan syarat-syarat tertentu. Ini mengasumsikan bahwa partikel berpartisipasi sebagai tumbukan elastis sempurna, tanpa volume dan tidak berinteraksi satu sama lain kecuali ketika mereka bertabrakan. Dengan kata lain, gas berperilaku sesuai dengan teori kinetik molekul gas.

Kesamaan Antara Gas Nyata dan Ideal

• Baik gas nyata maupun gas ideal memiliki massa.
• Gas jauh lebih padat daripada cairan atau padatan. Partikel-partikel gas, baik nyata maupun ideal, sangat jauh satu sama lain.
• Karena sangat jarang, ukuran dan volume partikel gas sangat kecil dibandingkan dengan jarak antar partikel.
• Partikel kedua gas memiliki energi kinetik. Partikel gas bergerak secara acak, tetapi praktis dalam garis lurus di antara tumbukan.

Perilaku gas nyata

Gas nyata adalah gas yang, karena interaksi antarmolekul, tidak berperilaku seperti gas ideal. Hukum gas ideal didasarkan pada asumsi bahwa gas terdiri dari massa titik yang mengalami tumbukan. Dengan cara ini, gas sebenarnya menyimpang dari asumsi tersebut pada suhu rendah atau tekanan tinggi.

1. Dengan meningkatnya tekanan, volume gas mendekati nol, yaitu berkurang. Tidak mencapai nol, karena masih ada molekul yang menempati ruang tertentu.

• Gaya antarmolekul yang ada di antara gas lebih besar dengan penurunan suhu, karena gerakan molekul dalam aspek ini melambat hingga berhenti.

Oleh karena itu, jika kita memodifikasi kondisi ini, gas nyata dapat berperilaku seperti gas ideal, dalam dua kondisi:

1. Tekanan Rendah: Banyak gas berada pada tekanan rendah.
2. Suhu tinggi: dalam gas, suhu tinggi dianggap melebihi suhu penguapan. Jadi, bahkan pada suhu kamar, cukup memberikan energi kinetik pada gas nyata yang membuatnya bertindak seperti gas ideal.

Persamaan Gas Nyata

Gas ideal biasanya mengikuti persamaan PV = nRT, dimana P adalah tekanan dalam atmosfer, V adalah volume dalam liter, n adalah jumlah mol, R adalah konstanta gas ideal yang dinyatakan dalam satuan SI sebagai 0,082 L. atm/mol K, dan T adalah suhu yang diukur dalam derajat Kelvin.

Untuk gas nyata, dua perubahan harus dilakukan dengan menambahkan konstanta tekanan dan mengurangkan konstanta volume yang berbeda. Persamaan baru adalah sebagai:

(P + an ² )(V-nb) = nRT

Di mana “a” adalah konstanta tarik-menarik antara molekul-molekul gas tertentu, dan “b” adalah volume molekul-molekul tersebut di dalam wadah. Juga harus dicatat dari persamaan di atas bahwa tambahan “n” (mol) diberikan, karena “a” dan “b” adalah nilai untuk satu mol gas itu. 

Itulah mengapa Anda harus mengalikan nilai konstanta dengan jumlah mol total untuk mendapatkan nilai yang benar. Juga, nilai konstanta berbeda untuk setiap gas, karena masing-masing memiliki sifat yang berbeda.

Persamaan gas nyata disebut persamaan Van der Waals. Yang penting di sini adalah Anda juga perlu mengetahui nilai konstanta “a” dan “b”, yang untungnya sudah tersedia dan dapat dicari.

Sumber

Helmenstine, A. (2021). Gas Nyata vs. Gas Ideal. Diakses pada 14 Februari 2022, dari https://sciencenotes.org/real-gas-vs-ideal-gas/

Bensin Asli. (2013). Diakses pada 30 Mei 2021, dari https://cutt.ly/onsPSqr