dinamika kimia - teori kinetika gas
DESCRIPTION
Reference : Alberty, R. Daniel, F. 1980. Physical Chemistry 5th Editon, SI Version. John Wiley & Sons, Inc : MassachusettsTRANSCRIPT
![Page 1: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/1.jpg)
DINAMIKA KIMIA : TEORI KINETIKA GAS
Kelompok 7 :Angelia KarundengBridgitha KiroyanAditya Langitan
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 2: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/2.jpg)
1. MODEL SUATU GAS SEMPURNA
Teori kinetika gas elementer didasarkan pada sejumlah anggapan tentang molekul gas
Molekul-molekul ini bergerak melalui lintasan-lintasan lurus di antara tumbukan-tumbukan.
Tumbukan-tumbukan tersebut dianggap elastik sempurna Tumbukan elastik : dimana selama tumbukan , energi
kinetik total tidak berubah Menurut teori kinetika, tekanan yang dilakukan oleh gas
terhadap dinding-dinding wadah gas itu adalah sama dengan gaya rata-rata per satuan luas yang diakibatkan oleh tumbukan-tumbukan banyak molekul di dalam suatu periode waktu
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 3: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/3.jpg)
Skala v disebut laju molekul
v2 = vx2 + vy
2 + vz2
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 4: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/4.jpg)
Komponen kecepatan dlm arah x
dimana vx2 : kecepatan rata-rata
kuadrat dlm arah x
Δt =
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 5: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/5.jpg)
Tekanan total : jumlah tekanan-tekanan yang dilakukan oleh N molekul
Tekanan total dapat ditulis dalam suku rata-rata kuadrat
diterapkan pada satu mol molekul, PV = RT
atau, bagi molekul tunggal,
Jadi, energi kinetik suatu gas sempurna berbanding lurus dengan suhu termodinamikaApril 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 6: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/6.jpg)
CONTOH SOAL 1
Berapa kecepatan rata-rata kuadrat dan kecepatan akar rata-rata kuadrat molekul hidrogen pada 0º C ?
Bila ditinjau satu mol hidrogen, maka :
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 7: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/7.jpg)
2. DISTRIBUSI KECEPATAN MOLEKUL
Distribusi komponen kecepatan dalam arah x, vx , pada setiap saat dapat dinyatakan dengan membagi rentang kecepatan menjadi selang-selang Δvx dan menentukan jumlah molekul yang mempunyai harga vx diantara batas-batas selang itu
Yang dialurkan sebagai ordinat bukan fraksi molekul-molekul dalam selang kecepatan tertentu, tapi fraksi dibagi dengan lebar selang
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 8: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/8.jpg)
Fraksi molekul-molekul vx di dalam selang kecepatan tertentu dibagi dengan lebar selang kecepatan dialurkan terhadap rata-rata kecepatan
Alur distribusi sinambung bagi kecepatan dalam arah x
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 9: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/9.jpg)
• Rapat kebolehjadian F(vx, vy, vz) secara sederhana adalah perkalian rapat kebolehjadian dalam tiga arah
F(vx, vy, vz) = f(vx) f(vy) f(vz)
• Kemudian, karena distribusi kecepatan tak bergantung pada pengarahan sumbu x, y, dan z di ruang, rapat kebolehjadian F(vx, vy, vz) hanya bergantung kepada besarnya vektor kecepatan v . Jadi F(vx, vy, vz) = g(v)
g(v) = f(vx) f(vy) f(vz)
• Tetapan λ adalah positif, sebab bila tidak F(vx) akan bertambah besar tanpa batas
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 10: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/10.jpg)
Tetapan A dapat ditentukan dari fakta bahwa kebolehjadian vx diantara - ∞ dan + ∞ adalah satu
Karena energi kinetik translasi itu untuk gerakan berdimensi tiga, maka energi kinetik translasi tiap molekul dalam arah x adalah
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 11: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/11.jpg)
3. KEBOLEHJADIAN LAJU MOLEKUL
• Fraksi molekul-molekul yang mempunyai laju v di antara v dan v + dv adalah
• Kebolehjadian suatu molekul memiliki kecepatan di antara dua harga tertentu diberikan oleh luas di bawah lengkungan di antara kedua harga tesebut
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 12: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/12.jpg)
Rapat kebolehjadian bagi oksigen pada 100, 300, 500 dan 1000 K, dihitung dgn persamaan sebelumnyaApril 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 13: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/13.jpg)
4. MACAM-MACAM RATA-RATA LAJU MOLEKUL
• Laju molekul yang paling mungkin, vp, diperoleh dengan membuat df(v)/dv sama dengan nol
• Turunan diatas akan menjadi nol bila v = vp, dengan
• Kecepatan rata-rata kuadrat :
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 14: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/14.jpg)
CONTOH SOAL 2
Hitunglah kecepatan yang paling boleh jadi vp dan kecepatan rata-rata <v> bagi molekul hidrogen pada 0ºC
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 15: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/15.jpg)
Sumber Efusi
Celah Pengumpul
Pemilih kecepatan macam piringan bercelah
Kamar penghamburan
Detektor
ALAT BERKAS MOLEKUL
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 16: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/16.jpg)
5. TUMBUKAN DENGAN SUATU DINDING ATAU SUATU BUKAAN
• Jumlah tumbukan per satuan waktu per satuan luas dinding, z, adalah
Tabung bergenjang yang memuat semua molekul dengan komponen vx ,vy, dan vz tertentu yang akan melanggar luas bidang A dalam waktu δ t
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 17: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/17.jpg)
6. DIAMETER TUMBUKAN DAN JALAN RATA-RATA
• Besaran πσ² disebut penampang tumbukan untuk molekul sferik yang kaku, karena itu merupakan luas penampang suatu bola sekeliling molekul ke dalam mana pusat molekul lain tak dapat menembus
• Jalan bebas rata-rata : jarak rata-rata yang ditempuh oleh molekul antara tumbukan.
*Suatu molekul sferik kaku yang bertumbukan dengan molekul sejenis mengenai luas πσ² tegak lurus pada jalan molekul yang mendekatApril 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 18: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/18.jpg)
CONTOH SOAL 3
Untuk oksigen pada 25º C diameter tumbukan adalah 0,361 nm. Berapa jalan bebas rata-rata pada (a) kanan 1 atm, dan (b) 0,1 Pa
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 19: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/19.jpg)
7. TUMBUKAN MOLEKULAR DALAM GAS
Dalam penurunan ungkapan untuk jumlah tumbukan antara dua jenis molekul gas, maka perlu digunakan kecepatan rata-rata relatif <vr> :
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 20: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/20.jpg)
8. INTERAKSI MOLEKULAR
• Gaya F, yang dikeluarkan oleh satu molekul terhadap yang lain, adalah turunan negatif dari energi potensial
• Bentuk fungsional yang sering digunakan untuk menyatakan energi potensial antar molekul mula-mula dikemukakan oleh Leunard-Jones
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 21: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/21.jpg)
Energi potensial dinyatakan sebagai V/R untuk antaraksi antara dua molekul
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 22: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/22.jpg)
• untuk molekul, berlawanan dgn atom, gaya antar molekul bergantung pd orientasi relatif dari molekul, selain jarak antar-molekul
Pengaruh gaya tarik dan tolak antar-molekul pada tumbukan molekular yg kenyal
• lintasan ini utk tumbukan berkecepatan rendah
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 23: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/23.jpg)
9. GEJALA PERPINDAHAN DALAM GAS
• Bila gas tak seragam mengenai komposisi, suhu, dan kecepatan, maka akan terjadi proses perpindahan sampai gas menjadi seragam.
• Perpindahan materi tanpa adanya aliran arah disebut difusi
• Fluks komponen I dalam arah r akibat difusi sebanding dengan gradien konsentrasi dci/ dr.
• Perpindahan kalor adalah akibat gradien suhu. Jadi fluks energi qz dlm arah z akibat gradien suhu menurut arah dinyatakan :
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 24: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/24.jpg)
Koefisien difusi D
Koefisien hantaran termal λ
Koefisien viskositas gas ηApril 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 25: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/25.jpg)
10. KOEFISIEN VISKOSITAS
• Viskositas : ukuran tahanan yang diberikan oleh suatu fluida terhadap gaya geser terapan
• Koefisien viskositas :
• Koefisien viskositas dpt ditentukan dgn penentuan laju aliran lewat pipa, forsi piringan yang berputar dalam fluida
Gradien kecepatan untuk fluida akibat aksi
geserApril 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 26: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/26.jpg)
11. KOEFISIEN VISKOSITAS GAS SEMPURNA DARI BOLA KAKU
• Perpindahan momentum dapat dihitung untuk gas sempurna yang terdiri dari bola kaku
• Teori untuk molekul sferik yang kaku mencakup :
• Diameter molekular dari bola kaku
*Dihitung dari viskositas Gas pd Oº C dan 1 atm
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado
![Page 27: Dinamika Kimia - Teori Kinetika Gas](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022061607/55cf9707550346d0338f5dfe/html5/thumbnails/27.jpg)
TERIMA KASIH
April 24th 2014 Universitas Negeri Manado