1. Bila 4g O_(2) dan 10 g N_(2) pada 27^circ C dimasukkan dalam wadah bervolume 4 L, tentukan: (a) fraksi mol N_(2) dan O_(2) , (b) tekanan parsial masing-masing gas , (c) tekanan total 2. Sejumlah gas diekspansi dari tekanan 750 torr menjadi 250 torr pada suhu tetap. Bila volume mula-mula adalah 10dm^3 , hitung volume akhir! 3. Sebanyak 22,4dm^3 gas pada 500C mengalami ekspansi menjadi 40,8dm^3 pada tekanan tetap. Hitung suhu baru? 4. Sejumlah gas ideal memiliki volume 5,6 L pada suhu 25^circ C dan tekanan 5 atm , memuai hingga volumenya menjadi 11,2 L. Bila suhu akhir menjadi 40^circ C berapa (atm) tekanan akhir gas tersebut? 5. Hitunglah tekanan suatu sistem gas yang terdiri dari 1 mol gas CO_(2) dalam volume 0,5 L pada 50^circ C a. Dengan menggunakan persamaan gas idea!b. Dengan menggunakan persamaan Van der Waals!

Jawaban Soal Kimia

Berikut adalah jawaban untuk soal-soal kimia yang Anda berikan:

1. Fraksi Mol, Tekanan Parsial, dan Tekanan Total

(a) Fraksi Mol

* Langkah 1: Hitung mol masing-masing gas.
* Mol $O_2$ = (4 g) / (32 g/mol) = 0,125 mol
* Mol $N_2$ = (10 g) / (28 g/mol) = 0,357 mol
* Langkah 2: Hitung total mol gas.
* Total mol = 0,125 mol + 0,357 mol = 0,482 mol
* Langkah 3: Hitung fraksi mol masing-masing gas.
* Fraksi mol $O_2$ = (0,125 mol) / (0,482 mol) = 0,259
* Fraksi mol $N_2$ = (0,357 mol) / (0,482 mol) = 0,741

(b) Tekanan Parsial

* Langkah 1: Gunakan hukum tekanan parsial Dalton: $P_{total} = P_{O_2} + P_{N_2}$
* Langkah 2: Gunakan hukum gas ideal untuk menghitung tekanan parsial masing-masing gas:
* $P_{O_2} = (n_{O_2}RT) / V = (0,125 mol)(0,0821 L.atm/mol.K)(300 K) / (4 L) = 0,766 atm$
* $P_{N_2} = (n_{N_2}RT) / V = (0,357 mol)(0,0821 L.atm/mol.K)(300 K) / (4 L) = 2,19 atm$

(c) Tekanan Total

* Langkah 1: Gunakan hukum tekanan parsial Dalton: $P_{total} = P_{O_2} + P_{N_2}$
* Langkah 2: Substitusikan nilai tekanan parsial yang telah dihitung:
* $P_{total} = 0,766 atm + 2,19 atm = 2,96 atm$

2. Ekspansi Isotermal

* Langkah 1: Gunakan hukum Boyle: $P_1V_1 = P_2V_2$
* Langkah 2: Substitusikan nilai yang diketahui:
* (750 torr)(10 dm³) = (250 torr)(V₂)
* Langkah 3: Hitung volume akhir:
* V₂ = (750 torr)(10 dm³) / (250 torr) = 30 dm³

3. Ekspansi Isobar

* Langkah 1: Gunakan hukum Charles: $V_1/T_1 = V_2/T_2$
* Langkah 2: Konversi suhu ke Kelvin:
* T₁ = 500 °C + 273,15 = 773,15 K
* Langkah 3: Substitusikan nilai yang diketahui:
* (22,4 dm³) / (773,15 K) = (40,8 dm³) / T₂
* Langkah 4: Hitung suhu baru:
* T₂ = (40,8 dm³)(773,15 K) / (22,4 dm³) = 1406,25 K

4. Ekspansi Adiabatik

* Langkah 1: Gunakan hukum gas ideal: $P_1V_1/T_1 = P_2V_2/T_2$
* Langkah 2: Konversi suhu ke Kelvin:
* T₁ = 25 °C + 273,15 = 298,15 K
* T₂ = 40 °C + 273,15 = 313,15 K
* Langkah 3: Substitusikan nilai yang diketahui:
* (5 atm)(5,6 L) / (298,15 K) = P₂(11,2 L) / (313,15 K)
* Langkah 4: Hitung tekanan akhir:
* P₂ = (5 atm)(5,6 L)(313,15 K) / (11,2 L)(298,15 K) = 2,62 atm

5. Tekanan Gas CO₂

(a) Persamaan Gas Ideal

* Langkah 1: Gunakan persamaan gas ideal: $PV = nRT$
* Langkah 2: Substitusikan nilai yang diketahui:
* P(0,5 L) = (1 mol)(0,0821 L.atm/mol.K)(323,15 K)
* Langkah 3: Hitung tekanan:
* P = (1 mol)(0,0821 L.atm/mol.K)(323,15 K) / (0,5 L) = 53,0 atm

(b) Persamaan Van der Waals

* Langkah 1: Gunakan persamaan Van der Waals: $(P + a(n/V)^2)(V - nb) = nRT$
* Langkah 2: Cari nilai konstanta a dan b untuk CO₂ dari tabel.
* a = 3,59 L².atm/mol²
* b = 0,0427 L/mol
* Langkah 3: Substitusikan nilai yang diketahui:
* (P + 3,59(1/0,5)²)(0,5 - 1(0,0427)) = 1(0,0821)(323,15)
* Langkah 4: Hitung tekanan:
* P = (1(0,0821)(323,15) / (0,5 - 1(0,0427)) - 3,59(1/0,5)² = 51,5 atm

Catatan:

* Persamaan Van der Waals memperhitungkan interaksi antar molekul dan volume molekul, sehingga memberikan hasil yang lebih akurat dibandingkan dengan persamaan gas ideal, terutama pada tekanan tinggi dan suhu rendah.
* Pastikan untuk menggunakan satuan yang konsisten dalam perhitungan.
* Nilai konstanta a dan b untuk gas yang berbeda dapat ditemukan dalam tabel.

Semoga jawaban ini membantu!