Jika V1 adalah volume gas pada suhu T1 dan tekanan P1 dan V2 adalah volume gas yang sama pada suhu T2 dan tekanan P2, maka
Hubungan di atas sangat berguna untuk mengubah volume gas dari satu keadaan satu ke yang lain. Nilai konstanta proporsionalitas (K) tergantung pada kuantitas gas. Volume gas berbanding lurus dengan jumlah mol gas pada suhu dan tekanan konstan (hukum Avogadro). Ini berarti bahwa ‘K’ berbanding lurus dengan jumlah mol, ‘n’, yaitu,
atau K = nR
di mana ‘R’ adalah konstanta gas universal. Nilai ‘R’ sama untuk semua gas.
Namun, nilai ‘R’ bervariasi dalam satuan di mana satuan tekanan dan volume digunakan.
Untuk satu mol (n = 1),
PV = RT (Persamaan Gas Ideal)
Persamaan Gas Ideal juga dikenal sebagai persamaan keadaan gas karena mengungkapkan hubungan kuantitatif antara empat variabel yang menggambarkan keadaan gas. Kata ideal digunakan di sini, namun pada kenyataannya tidak ada gas memenuhi kondisi ideal. Pasti ada yang menyimpang dari idealitas yang disebut sebagai gas nyata.
Konstanta gas universal (R)
Dari persamaan gas di atas yang ideal:
Konstanta gas universal adalah ukuran perubahan energi per mol gas untuk satu perubahan derajat dalam suhu.
Besarnya dan satuan ‘R’ tergantung pada satuan di mana tekanan, volume dan suhu yang digunakan.
Contoh Soal
Tekanan dinyatakan dalam atmosfer dan volume dalam liter
Dalam kondisi temperatur dan tekanan standar,
P = 1 atm
T = 273,15 K
V = 22,414 L mol – 1
Maka
Tekanan dinyatakan dalam atmosfer, dan volume dalam mL
Di sini,
P = 1 atm
T = 273,15 K
V = 22414 mL mol – 1
Maka
R dalam satuan energi
Suhu normal T = 273,15 K
Tekanan normal, P = (1 x 76 x 13,6 x 981) dyne cm – 2
Volume molar pada suhu dan tekanan normal
= 22414 cm 3 mol – 1
Oleh karena itu,
= 8,314 x 10 7 erg deg – 1 mol – 1
Karena 4,182 x 10 7 erg = 1 kalori
Maka,
Dalam satuan SI
Dalam sistem SI,
P = 101,325 N m – 2
T = 273,15 K
V = 22,414×10 – 3 m 3
Oleh karena itu,
= 8,314 J mol – 1 K – 1
Nilai R dalam satuan yang berbeda
Contoh soal gas ideal:
1. Hitung jumlah mol hidrogen (H2) dalam sampel 500 3 cm gas hidrogen pada tekanan 760 mm Hg dan suhu 27 ° C.
Penyelesaian
n = 0,0203 mol = 2.03 x 10 – 2 mol.
2. Sekitar 200 cm3 gas pada 20 ° C dan 740 mm Hg tekanan. Berapa volume pada STP?
Penyelesaian :
Diketahui
P 1 = 740 mm Hg P 2 = 760 mm Hg
T 1 = 20 + 273 = 293K T 2 = 273 K
V 1 = 200 cm 3 V 2 =?
3. Hitung volume yang ditempati oleh 2 mol gas ideal pada
2,5 x 105 Nm– 2 tekanan dan temperatur 300 K.
Penyelesaian
R = 8,314 Nm K – 1 mol – 1
= 19,95 x 10 – 3 m 3 = 19,95 dm 3.
