SIFAT UNIK CAIRAN

Cairan adalah salah satu dari empat fase benda yang volumenya tetap dalam kondisi suhu dan tekanan tetap; dan, bentuknya ditentukan oleh wadah penampungnya. Cairan juga melakukan tekanan kepada sisi wadahnya dan juga kepada benda yang terdapat dalam cairan tersebut; tekanan ini disalurkan ke seluruh arah.

Cairan mempunyai beberapa sifat kusus,seperti:
1.MEMPUNYAI TEKANAN
 tekanan dapat digolongkan menjadi 2 jenis tekanan,,,
  >Tekanan hydrostatik

Bila cairan itu diam dalam medan gravitasi yang sama, tekanan  dalam titik tertentu adalah

, satuan SI : Pascal: N/m²=kg/ms²

dimana  adalah "densitas" dari cairan (dianggap tetap) dan  adalah kedalaman titik tersebut di bawah permukaan. Catatan, formula ini menganggap tekanan pada permukaan adalah nol, relatif terhadap ketinggian permukaan.

>Tekanan piston atau tekanan hydrolik

Jika permukaan suatu zat cair ditekan dari luar, maka tekanan ini akan bergerak dikarenakan sifat cairan yang flexibel ke segala arah dengan kekuatan yang sama. Rumus: . oder 

2.Gaya Dorong atau Prinsip Archimedes

Sebagai gaya dorong (Fd) dimaksudkan berat yang "hilang", yang dialami sebuah benda bila benda tersebut diletakkan di atas air. Besar suatu gaya dorong adalah sama besarnya dengan jumlah suatu cairan yang ditekan oleh benda tersebut. Atau dengan kata lain, gaya dorong tergantung dari massa jenis cairan tersebut dan volumenya, sedangkan gaya tekan ke bawah oleh benda di air juga tergantung massa jenis benda tersebut serta volumenya. Dimana arah gaya dorong ke atas sedangkan berat benda(G) yang menekan cairan ke bawah sesuai arah gravitasi. Percepatan (a) yang dilakukan cairan yang ditekan sama besarnya dengan percepatan gravitasi (g], sehingga yang memainkan peranan apakah suatu benda mengapung, melayang, atau tenggelam adalah massa jenis benda dan zat cair serta volume benda dan zat cair. Sesuai hukum Archimedes maka dapat kita katakan ada 3 hal yang dapat terjadi: a. Mengapung bila G< Fd, massa jenis benda tersebut < massa jenis cairan

b. Melayang bila G=Fd, massa jenis benda tersebut = massa jenis cairan

c. Tenggelam bila G>Fd, massa jenis benda tersebut > massa jenis cairan

Contoh 1: Sebuah benda mempunyai massa m= 2 kg dan volume v=800cm³. Benda ini melayang di arir dan tergantung di sebuah pegas (g=10cm/s²). Kemudian tampak pada pegas digital tersebut gaya sebesar 12 N. Buktikan

Berat tersisa yang ditahan oleh pegas Contoh 2: Sebuah Balok dengan sisi a= 10cm , b = 15 cm , c = 20cm dengan massa 1 kg, berada di dalam air yang bersuhu T=4 °C. Dalam keseimbangan benda tersebut tampak sepertiga dari volume benda tersebut diam di dalam air. Maka,  

[sunting]

3.Viskositas, laminar dan turbulent flow

Viskositas adalah suatu besaran yang menggambarkan sifat kelekatan dari zat cair atau pun gas. Contohnya minyak mempunyai viskositas yang besar. Sebagai standard air diberikan viskositas 1. Darah mempunyai nilai viskositas tertentu;bilamana nilai viskositasnya sangat tinggi dapat menimbulkan bahaya trombose

4.Gaya antarmolekul, tegangan permukaan dan Kapillaritas

Gaya antarmolekul atau Ikatan Van der Waals

Ikatan Van der Waals adalah istilah umum untuk gaya yang terjadi di antara molekul baik pada zat padat, zat cair, ataupun gas. Pada zat padat dan zat cair gaya ini menentukan besarnya volume Dari tipe efeknya dapat dibedakan menjadi= Kohesi, jika gaya tarik terjadi di antara molekul suatu benda yang sejenis. Akibat dari Kohesi adalah yang dinamakan tegangan permukaaan.Adhesi adalah gaya tarik menarik yang timbul di antara molekul2 yang berbeda. Daya serap adalah gaya adhesi yang timbul antara molekul zat padat dengan zat cair atau zat padat dan gas.

[sunting]Tegangan permukaan dan Kapilaritas

Bentuk suatu materi dipisahkan satu sama lain oleh lapisan pembatasnya.Lapisan pembatas menunjukkan sifat yang spesial. Cairan memiliki tegangan permukaan dan kapilaritasDalam suatu zat cair adalah gaya antar molekul sama besar ke segala arah , sehingga mereka saling menetralkan. Pada suatu permukaan molekul zat padat ada tegangan pada yang menguasai permukaannnya dengan arah gaya ke dalam molekul tersebut. Sebagai contoh alveolus. Tegangan permukaan mengakibatkan pengurangan atau reduksi dari permukaan suatu molekul atau dengan kata lain molekul mempunyai kecenderungan untuk mengecil. Pada molekul air tegangan ini dikarenakan ikatan hydrogen maka molekul air mempunyai bentuk seperti bola. Baik Deterjenataupun zat kotor dapat menurunkan tegangan permukaan air. Prinsip dari zat pembersih deterjen. Kapillaritas adalah suatu daya tarik ke atas atau ke bawah yang dialami zat cair bila zat cair tersebut berada dalam suatu pipa kapillar.

Contoh yang paling umum adalah air (kiri) di dalam gelas yang tertarik ke atas oleh sebuah pipa kapillar. Ini dapat dijelaskan karena gaya adhesi (gaya tarik antara molekul air dan pipa kapillar) lebih besar dari gaya kohesi(antar molekul air saja). Pada air raksa (kanan) gaya kohesi (tarik menarik anatar molekul air raksa lebih besar) dari gaya adhesi(tarik menarik antar molekul air raksa dan molekul pipa kapillar)

5.Titik didih, titik beku

Cairan biasanya mengembang bila dipanasi dan menyusut bila didinginkan.

Cairan pada titik didih tertentu berubah menjadi gas, dan pada titik bekunya, berubah menjadi padat. Melalui distilasi bertingkat, cairan dapat dipisahkan satu dengan lainnya karena masing-masing menguap pada titik didih tersendiri.


Ardi Wijanarko

HUKUM GAS IDEAL

Ditulis oleh Yoshito Takeuchi pada 11-08-2008

Gas merupakan satu dari tiga wujud zat dan walaupun wujud ini merupakan bagian tak terpisahkan dari studi kimia, bab ini terutama hanya akan membahasa hubungan antara volume, temperatur dan tekanan baik dalam gas ideal maupun dalam gas nyata, dan teori kinetik molekular gas, dan tidak secara langsung kimia. Bahasan utamanya terutama tentang perubahan fisika, dan reaksi kimianya tidak didisuksikan. Namun, sifat fisik gas bergantung pada struktur molekul gasnya dan sifat kimia gas juga bergantung pada strukturnya. Perilaku gas yang ada sebagai molekul tunggal adalah contoh yang baik kebergantungan sifat makroskopik pada struktur mikroskopik.

a. Sifat gas

Sifat-sifat gas dapat dirangkumkan sebagai berikut.

1. Gas bersifat transparan.
2. Gas terdistribusi merata dalam ruang apapun bentuk ruangnya.
3. Gas dalam ruang akan memberikan tekanan ke dinding.
4. Volume sejumlah gas sama dengan volume wadahnya. Bila gas tidak diwadahi, volume gas akan menjadi tak hingga besarnya, dan tekanannya akan menjadi tak hingga kecilnya.
5. Gas berdifusi ke segala arah tidak peduli ada atau tidak tekanan luar.
6. Bila dua atau lebih gas bercampur, gas-gas itu akan terdistribusi merata.
7. Gas dapat ditekan dengan tekanan luar. Bila tekanan luar dikurangi, gas akan mengembang.
8. Bila dipanaskan gas akan mengembang, bila didinginkan akan mengkerut.

Dari berbagai sifat di atas, yang paling penting adalah tekanan gas. Misalkan suatu cairan memenuhi wadah. Bila cairan didinginkan dan volumenya berkurang, cairan itu tidak akan memenuhi wadah lagi. Namun, gas selalu akan memenuhi ruang tidak peduli berapapun suhunya. Yang akan berubah adalah tekanannya.

Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan gas adalah manometer. Prototipe alat pengukur tekanan atmosfer, barometer, diciptakan oleh Torricelli.

Tekanan didefinisikan gaya per satuan luas, jadi tekanan = gaya/luas.

Dalam SI, satuan gaya adalah Newton (N), satuan luas m², dan satuan tekanan adalah Pascal (Pa). 1 atm kira-kira sama dengan tekanan 1013 hPa.

1 atm = 1,01325 x 10⁵ Pa = 1013,25 hPa

Namun, dalam satuan non-SI unit, Torr, kira-kira 1/760 dari 1 atm, sering digunakan untuk mengukur perubahan tekanan dalam reaksi kimia.

b. Volume dan tekanan

Fakta bahwa volume gas berubah bila tekanannya berubah telah diamati sejak abad 17 oleh Torricelli dan filsuf /saintis Perancis Blase Pascal (1623-1662). Boyle mengamati bahwa dengan mengenakan tekanan dengan sejumlah volume tertentu merkuri, volume gas, yang terjebak dalam tabung delas yang tertutup di salah satu ujungnya, akan berkurang. Dalam percobaan ini, volume gas diukur pada tekanan lebih besar dari 1 atm.

Boyle membuat pompa vakum menggunakan teknik tercangih yang ada waktu itu, dan ia mengamati bahwa gas pada tekanan di bawah 1 atm akan mengembang. Setelah ia melakukan banyak percobaan, Boyle mengusulkan persamaan (6.1) untuk menggambarkan hubungan antara volume V dan tekanan P gas. Hubungan ini disebut dengan hukum Boyle.

PV = k (suatu tetapan) (6.1)

Penampilan grafis dari percobaan Boyle dapat dilakukan dengan dua cara. Bila P diplot sebagai ordinat dan V sebagai absis, didapatkan hiperbola (Gambar 6.1(a)). Kedua bila V diplot terhadap 1/P, akan didapatkan garis lurus (Gambar 6.1(b)).

(a) Plot hasil percobaan; tekanan vs. volume
(b) Plot hasil percobaan; volume vs 1/tekanan. Catat bahwa kemiringan k tetap.

Volume dan temperatur

Setelah lebih dari satu abad penemuan Boyle ilmuwan mulai tertarik pada hubungan antara volume dan temperatur gas. Mungkin karena balon termal menjadi topik pembicaraan di kotakota waktu itu. Kimiawan Perancis Jacques Alexandre César Charles (1746-1823), seorang navigator balon yang terkenal pada waktu itu, mengenali bahwa, pada tekanan tetap, volume gas akan meningkat bila temperaturnya dinaikkan. Hubungan ini disebut dengan hukum Charles, walaupun datanya sebenarnya tidak kuantitatif. Gay-Lussac lah yang kemudian memplotkan volume gas terhadap temperatur dan mendapatkan garis lurus (Gambar 6.2). Karena alasan ini hukum Charles sering dinamakan hukum Gay-Lussac. Baik hukum Charles dan hukum Gay-Lussac kira-kira diikuti oleh semua gas selama tidak terjadi pengembunan.

Pembahasan menarik dapat dilakukan dengan hukum Charles. Dengan mengekstrapolasikan plot volume gas terhadap temperatur, volumes menjadi nol pada temperatur tertentu. Menarik bahwa temperatur saat volumenya menjadi nol sekiatar -273°C (nilai tepatnya adalah -273.2 °C) untuk semua gas. Ini mengindikasikan bahwa pada tekanan tetap, dua garis lurus yang didapatkan dari pengeplotan volume V₁ dan V₂ dua gas 1 dan 2 terhadap temperatur akan berpotongan di V = 0.

Fisikawan Inggris Lord Kelvin (William Thomson (1824-1907)) megusulkan pada temperatur ini temperatur molekul gas menjadi setara dengan molekul tanpa gerakan dan dengan demikian volumenya menjadi dapat diabaikan dibandingkan dengan volumenya pada temperatur kamar, dan ia mengusulkan skala temperatur baru, skala temperatur Kelvin, yang didefinisikan dengan persamaan berikut.

273,2 + °C = K (6.2)

Kini temperatur Kelvin K disebut dengan temperatur absolut, dan 0 K disebut dengan titik nol absolut. Dengan menggunakan skala temperatur absolut, hukum Charles dapat diungkapkan dengan persamaan sederhana

V = bT (K) (6.3)

dengan b adalah konstanta yang tidak bergantung jenis gas.

Menurut Kelvin, temperatur adalah ukuran gerakan molekular. Dari sudut pandang ini, nol absolut khususnya menarik karena pada temperatur ini, gerakan molekular gas akan berhenti. Nol absolut tidak pernah dicapai dengan percobaan. Temperatur terendah yang pernah dicapai adalah sekitar 0,000001 K.

Avogadro menyatakan bahwa gas-gas bervolume sama, pada temperatur dan tekanan yang sama, akan mengandung jumlah molekul yang sama (hukum Avogadro; Bab 1.2(b)). Hal ini sama dengan menyatakan bahwa volume real gas apapun sangat kecil dibandingkan dengan volume yang ditempatinya. Bila anggapan ini benar, volume gas sebanding dengan jumlah molekul gas dalam ruang tersebut. Jadi, massa relatif, yakni massa molekul atau massa atom gas, dengan mudah didapat.

d. Persamaan gas ideal

Esensi ketiga hukum gas di atas dirangkumkan di bawah ini. Menurut tiga hukum ini, hubungan antara temperatur T, tekanan P dan volume V sejumlah n mol gas dengan terlihat.

Tiga hukum Gas

Hukum Boyle: V = a/P (pada T, n tetap)
Hukum Charles: V = b.T (pada P, n tetap)
Hukum Avogadro: V = c.n (pada T, P tetap)

Jadi, V sebanding dengan T dan n, dan berbanding terbalik pada P. Hubungan ini dapat digabungkan menjadi satu persamaan:

V = RTn/P (6.4)

atau

PV = nRT (6.5)

R adalah tetapan baru. Persamaan di atas disebut dengan persamaan keadaan gas ideal atau lebih sederhana persamaan gas ideal.

Nilai R bila n = 1 disebut dengan konstanta gas, yang merupakan satu dari konstanta fundamental fisika. Nilai R beragam bergantung pada satuan yang digunakan. Dalam sistem metrik, R = 8,2056 x10^–2 dm³ atm mol^-1 K^-1. Kini, nilai R = 8,3145 J mol^-1 K^-1 lebih sering digunakan.

Latihan 6.1 Persamaan gas ideal

Sampel metana bermassa 0,06 g memiliki volume 950 cm³ pada temperatur 25°C. Tentukan tekanan gas dalam Pa atau atm).

Jawab: Karena massa molekul CH₄ adalah 16,04, jumlah zat n diberikan sebagai n = 0,60 g/16,04 g mol^-1 = 3,74 x 10^-2 mol. Maka, P = nRT/V = (3,74 x10^-2 mol)(8,314 J mol^-1 K^-1) (298 K)/ 950 x 10^-6 m³)= 9,75 x 10⁴ J m^-3 = 9,75 x 10⁴ N m^-2= 9,75 x 10⁴ Pa = 0,962 atm

Dengan bantuan tetapan gas, massa molekul relatif gas dapat dengan mudah ditentukan bila massa w, volume V dan tekanan P diketahui nilainya. Bila massa molar gas adalah M (g mol^-1), akan diperoleh persamaan (6.6) karena n = w/M.

PV = wRT/M (6.6)

maka

M = wRT/PV (6.7)

Latihan 6.2 Massa molekular gas

Massa wadah tertutup dengan volume 0,500 dm³ adalah 38,7340 g, dan massanya meningkat menjadi 39,3135 g setelah wadah diisi dengan udara pada temperatur 24 °C dan tekanan 1 atm. Dengan menganggap gas ideal (berlaku persamaan (6.5)), hitung "seolah" massa molekul udara.

Jawab: 28,2. Karena ini sangat mudah detail penyelesaiannya tidak diberikan. Anda dapat mendapatkan nilai yang sama dari komposisi udara (kira-kira N₂:O₂ = 4:1).

e. Hukum tekanan parsial

Dalam banyak kasus Anda tidak akan berhadapan dengan gas murni tetapi dengan campuran gas yang mengandung dua atau lebih gas. Dalton tertarik dengan masalah kelembaban dan dengan demikian tertarik pada udara basah, yakni campuran udara dengan uap air. Ia menurunkan hubungan berikut dengan menganggap masing-masing gas dalam campuran berperilaku independen satu sama lain.

Anggap satu campuran dua jenis gas A (n_A mol) dan B (n_B mol) memiliki volume V pada temperatur T. Persamaan berikut dapat diberikan untuk masing-masing gas.

p_A = n_ART/V (6.8)

p_B = n_BRT/V (6.9)

p_A dan p_B disebut dengan tekanan parsial gas A dan gas B. Tekanan parsial adalah tekanan yang akan diberikan oleh gas tertentu dalam campuran seandainya gas tersebut sepenuhnya mengisi wadah.

Dalton meyatakan hukum tekanan parsial yang menyatakan tekanan total P gas sama dengan jumlah tekanan parsial kedua gas. Jadi,

P = p_A + p_B = (n_A + n_B)RT/V (6.10)

Hukum ini mengindikasikan bahwa dalam campuran gas masing-masing komponen memberikan tekanan yang independen satu sama lain. Walaupun ada beberapa gas dalam wadah yang sama, tekanan yang diberikan masing-masing tidak dipengaruhi oleh kehadiran gas lain.

Bila fraksi molar gas A, x_A, dalam campuran x_A = n_A/(n_A + n_B), maka p_A dapat juga dinyatakan dengan x_A.

p_A = [n_A/(n_A + n_B)]P (6.11)

Dengan kata lain, tekanan parsial setiap komponen gas adalah hasil kali fraksi mol, x_A, dan tekanan total P.

Tekanan uap jenuh (atau dengan singkat disebut tekanan jenuh) air disefinisikan sebagai tekanan parsial maksimum yang dapat diberikan oleh uap air pada temperatur tertentu dalam campuran air dan uap air. Bila terdapat lebih banyak uap air, semua air tidak dapat bertahan di uap dan sebagian akan mengembun.

Latihan 6.3 Hukum tekanan parsial

Sebuah wadah bervolume 3,0 dm³ mengandung karbon dioksida CO₂ pada tekanan 200 kPa, dansatu lagi wadah bervolume 1,0 dm³ mengandung N₂ pada tekanan 300 kPa. Bila kedua gas dipindahkan ke wadah 1,5 dm³. Hitung tekanan total campuran gas. Temperatur dipertahankan tetap selama percobaan.

Jawab: Tekanan parsial CO₂ akan menjadi 400 kPa karena volume wadah baru 1/2 volume wadah sementara tekanan N₂ adalah 300 x (2/3) = 200 kPa karena volumenya kini hanya 2/3 volume awalnya. Maka tekanan totalnya 400 + 200 = 600 kPa.

Ardi Wijanarko

TEORI IKATAN KIMIA

DEFINISI IKATAN KIMIA
—Definisi Ikatan Kimia adalah ikatan yang terjadi antar atom atau antar molekul dengan cara sebagai berikut :
a) atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkan atom yang lain menerima elektron (serah terima elektron)
b) penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari masing-masing atom yang berikatan
c) penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom yang berikatan
a) atom yang 1 melepaskan elektron, sedangkan atom yang lain menerima elektron (serah terima elektron)
b) penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari masing-masing atom yang berikatan
c) penggunaan bersama pasangan elektron yang berasal dari salah 1 atom yang berikatan
Contoh model titik Lewis yang menggambarkan ikatan kimia
— adalah agar terjadi pencapaian kestabilan suatu unsur.
—

ikatan kimia anatara karbon  C, hidrogen H, dan oksigen  O. Penggambaran titik lewis adalah salah satu dari usaha awal kimiawan dalam menjelaskan ikatan kimia dan masih digunakan secara luas sampai sekarang.

Tujuan pembentukan ikatan kimia

Elektron yang berperan pada pembentukan ikatan kimia adalah elektron valensi dari suatu atom/unsur yang terlibat.
Maka dari itu, dalam pembentukan ikatan kimia; atom-atom akan membentuk konfigurasi elektron seperti pada
Maka dari itu, dalam pembentukan ikatan kimia; atom-atom akan membentuk konfigurasi elektron seperti pada unsur gas mulia.
— Unsur gas mulia mempunyai elektron valensi sebanyak 8 (oktet) atau 2 (duplet, yaitu atom Helium).
 Kecenderungan unsur-unsur untuk menjadikan konfigurasi elektronnya sama seperti gas mulia terdekat dikenal dengan istilah Aturan Oktet?
 Kecenderungan unsur-unsur untuk menjadikan konfigurasi elektronnya sama seperti gas mulia terdekat dikenal dengan istilah Aturan Oktet? 

Ardi Wijanarko

APA ITU ILMU KIMIA

    Menurut saya ,ilmu kimia itu unik.Unik disini maksudnya ilmu kimia itu bisa membuat hal yang tidak mungkin menjadi mungkin.Apapun bisa dibuat hanya dengan reaksi reaksi kimia.Contohnya kita tak pernah membayangkan hubungan pohon cengkeh dengan pohon Vanilin.akan tetapi di tempat saya bekerja hal itu bisa dilakukan.Dimana product minyak aroma vanila justru bahan dasarnya dari minyak cengkeh.

    Selain itu,dengan ilmu kimia kita bisa membuat sesuatu yang tidak berguna,mungkin bisa disebut sampah menjadi sesuatu yang berharga dan bisa menghasilkan uang.kalian mungkin tahu daun cengkeh,hal itu dulu mungkin dianggap sampah bagi para petani cengkeh,sebab mereka hanya mengambil biji cengkehnya saja.Namun setelah ditemukan mesin destilator yang prinsip utamanya menggunakan reksi kimia,dengan mesin tersebut daun yang tadinya tidak berharga itu bisa di reaksikan dan diambil minyaknya,yang harganya bisa ratusan ribu per kilonya,bahkan mungkin bisa  lebih mahal dari harga biji cengkeh.


Ardi Wijanarko