DIFUSI DAN EFUSI GAS

 

Difusi dan Efusi Gas

Disusun Oleh: Ghefira Nanda Utami (Z07-GHEFIRA)

 

Abstrak

Difusi yaitu menggambarkan penyebaran gas diseluruh volume atau gas kedua, sedangkan efusi yaitu menggambarkan pergerakan gas melalui lubang kecil keruang terbuka. Kemudian adanya Hukum Graham yang mengungkapkan adanya hubungan antara tingkat efusi atau difusi dan massa gas molar.

Kata kunci: hukum graham, difusi, dan efusi.

Pendahuluan 

Pada tahun 1829, ahli kimia fisika Skotlandia, Thomas Graham, secara eksperimental menentukan tingkat efusi gas berbanding terbalik dengan akar kuadrat massa partikel gas dan kerapatannya. Pada tahun 1848, ia menunjukkan tingkat efusi juga berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa gas molar.

Difusi adalah suatu fenomena dimana terjadi pergerakan suatu bahan dari suatu daerah dengan konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah. Ini berarti partikel atau molekul menyebar melalui medium. Misalnya, jika Anda menyemprotkan di salah satu ujung ruangan, Anda akan dapat mencium baunya di ujung ruangan yang lain. Hal ini disebabkan oleh fenomena difusi. Sedangkan Efusi adalah suatu proses di mana udara keluar atau bocor melalui lubang yang diameternya jauh lebih kecil dari rata-rata jalur bebas molekul, namun dalam keadaan ini, semua molekul yang mencapai lubang akan melewatinya, karena tumbukan antar molekul di tempat tersebut dapat diabaikan.

Rumusan masalah

1.     Apa itu  gas difusi dan efusi?

2.     Apa itu hukum graham pada gas difusi dan efusi?

Tujuan

1.     Untuk mengetahui gas difusi dan efusi

2.     Untuk mengetahui hukum graham pada difusi dan efusi gas

Pembahasan 

A.  Difusi dan Efusi Gas

Difusi adalah jenis pergerakan molekul melalui gradien konsentrasi. Ini dapat terjadi pada jenis molekul ketiga termasuk padatan, cairan, dan gas. Fungsi utama difusi adalah memungkinkan pencampuran molekul satu sama lain dalam ruang tanpa adanya penghalang. Namun, hal ini terutama terjadi karena gradien konsentrasi molekul. Tapi itu tergantung pada ukuran dan energi kinetik molekul.

Secara umum, kita mengetahui bahwa ketika sampel gas dimasukkan ke salah satu bagian wadah tertutup yang molekul-molekulnya dengan cepat menyebar ke seluruh wadah, proses ini di mana molekul menyebar di ruang angkasa sebagai respons terhadap perbedaan konsentrasi yang disebut difusi. Atom atau molekul gas tentu saja tidak menyadari gradien konsentrasi apa pun, mereka hanya bergerak secara acak—daerah dengan konsentrasi lebih tinggi memiliki lebih banyak partikel daripada daerah dengan konsentrasi lebih rendah, sehingga terjadi perpindahan bersih spesies dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke rendah. Dalam lingkungan tertutup, difusi pada akhirnya akan menghasilkan konsentrasi gas yang sama. Atom dan molekul gas terus bergerak, tetapi karena konsentrasinya sama di kedua bola lampu, maka laju perpindahan antar bola lampu adalah sama (tidak terjadi perpindahan bersih molekul).

Atom atau molekul gas tentu saja tidak menyadari gradien konsentrasi apa pun, mereka hanya bergerak secara acak—daerah dengan konsentrasi lebih tinggi memiliki lebih banyak partikel daripada daerah dengan konsentrasi lebih rendah, sehingga terjadi perpindahan bersih spesies dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke rendah. Dalam lingkungan tertutup, difusi pada akhirnya akan menghasilkan konsentrasi gas yang sama, seperti yang dijelaskan pada Gambar . Atom dan molekul gas terus bergerak, namun karena konsentrasinya sama pada kedua bola lampu, maka laju perpindahan antar bola lampu adalah sama.

 

 

(a)   Dua gas, H 2 dan O 2 , awalnya terpisah. (b) Ketika sumbat dibuka, keduanya bercampur. Gas yang lebih ringan, H 2 , melewati pembukaan lebih cepat dari O 2 , jadi setelah sumbat dibuka, lebih banyak molekul H 2 yang berpindah ke sisi O 2 dibandingkan molekul O 2 yang berpindah ke sisi H 2 . (c) Setelah waktu yang singkat, molekul O2 yang bergerak lebih lambat dan molekul H2 yang bergerak lebih cepat telah terdistribusi secara merata pada kedua sisi bejana.

Laju difusi bergantung pada beberapa faktor: gradien konsentrasi (peningkatan atau penurunan konsentrasi dari satu titik ke titik lain); jumlah luas permukaan yang tersedia untuk difusi; dan jarak yang harus ditempuh partikel gas. Perhatikan juga bahwa waktu yang diperlukan untuk terjadinya difusi berbanding terbalik dengan laju difusi, seperti yang ditunjukkan pada persamaan laju difusi.

Efusi adalah jenis pergerakan molekul gas. Itu terjadi dengan keluarnya molekul gas melalui lubang jarum ke ruang hampa. Secara sederhana, ini menggambarkan kemampuan molekul gas untuk bergerak melalui lubang kecil,  tetapi di sini melepaskannya harus lebih kecil dari jalur bebas rata-rata molekul.

Suatu proses yang melibatkan pergerakan spesies gas yang mirip dengan difusi adalah efusi , pelepasan molekul gas melalui lubang kecil seperti lubang jarum di balon ke dalam ruang hampa Meskipun laju difusi dan efusi keduanya bergantung pada massa gas molar yang terlibat, laju keduanya tidak sama; namun, rasio tarifnya sama. Difusi terjadi ketika molekul gas menyebar ke seluruh wadah. Efusi terjadi ketika gas melewati lubang yang lebih kecil dari rata-rata jalur bebas partikel, yaitu jarak rata-rata yang ditempuh antara tumbukan. Artinya, hanya satu partikel yang melewatinya dalam satu waktu.

 

B.Hukum Graham: Difusi dan Efusi

Hukum Graham yang dikenal dengan Hukum Efusi Graham dirumuskan oleh Thomas Graham pada tahun 1848. Thomas Graham bereksperimen dengan proses efusi dan menemukan ciri-ciri penting: molekul gas yang lebih ringan akan bergerak lebih cepat daripada molekul gas yang lebih berat.

 Salah satu cara untuk menerapkan hukum Graham adalah menentukan apakah satu gas akan berefek lebih cepat atau lebih lambat daripada yang lain dan untuk mengkuantifikasi perbedaan laju.

Misalnya, jika Anda ingin membandingkan tingkat efusi gas hidrogen (H ₂ ) dan gas oksigen (O ₂ ), Anda menggunakan massa gas molar (2 untuk hidrogen dan 32 untuk oksigen, yang merupakan massa atom yang dikalikan oleh 2 karena setiap molekul mengandung dua atom) dan menghubungkannya secara terbalik:

tarif H 2 / tarif O 2 = 32 1/2 / 2 1/2 = 16 1/2 / 1 1/2 = 4/1

Jadi, molekul gas hidrogen menghasilkan empat kali lebih cepat daripada molekul oksigen.

 Jenis lain dari masalah hukum Graham mungkin meminta Anda untuk menemukan berat molekul gas jika Anda mengetahui identitas satu gas dan rasio antara tingkat efusi dua gas yang diketahui.

 M 2 = M 1 Tarif 1 2 / Tarif 2 2

M 1 adalah massa gas molar 1

M 2 adalah massa gas molar 2

Laju 1 adalah laju efusi gas pertama

Laju 2 adalah laju efusi gas kedua

Dinyatakan bahwa laju difusi atau efusi berbanding terbalik dengan massa molekulnya.

 Hukum Graham tentang difusi dan efusi menyatakan laju difusi atau efusi untuk gas berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa gas molar.

r ∝ 1 / (M) ½ atau r (M) ½ = konstan

dimana

r = tingkat difusi atau efusi

M = massa molar

 Umumnya, hukum ini digunakan untuk membandingkan perbedaan dalam tingkat antara dua gas yang berbeda: Gas A dan Gas B. Hukum mengasumsikan suhu dan tekanan adalah sama untuk dua gas. Rumusnya begini:

r Gas A / r Gas B = (M Gas B ) ½ / (M Gas A ) ½

 Aplikasi praktis dari hukum Graham adalah pengayaan uranium. Uranium alami terdiri dari campuran isotop, yang memiliki massa yang sedikit berbeda. Dalam gas difusi, uranium dari hasil pembakarannya dibuat menjadi gas uranium heksafluorida, yang berulang kali menyebar melalui zat berpori. Setiap kali, bahan yang melewati pori-pori menjadi lebih terasa di U-235 versus U-238. Ini karena isotop yang lebih terang berdifusi lebih cepat daripada yang lebih berat.

Kesimpulan

Jadi materi ini yang dapat saya simpulkan yaitu difusi adalah pergerakan molekul melalui gradien konsentrasi. Molekul padat, cair, dan gas menggunakan metode ini. Di sisi lain, efusi adalah pergerakan molekul gas melalui gradien konsentrasi, terutama melalui lubang kecil. Ini adalah metode yang sangat efisien karena gradien tekanan yang terlibat dalam proses. Oleh karena itu, perbedaan utama antara difusi dan efusi adalah penghalang yang menyaring gas.

Daftar Pustaka

Tedi, 13 Maret 2023 (diakses pada 23 Oktober 2023) https://perbedaan.budisma.net/perbedaan-difusi-dan-efusi.html

Julie Donnely, Dr. Nicole Lapeyrouse, dan Dr. Matthew rex ​​( diakses pada 23 oktober 2023) https://pressbooks-online-ucf-edu.translate.goog/chemistryfundamentals/chapter/effusion-and-diffusion-of- gas/?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=id&_x_tr_hl=id&_x_tr_pto=tc

Toddstine Todd, (diakses pada 23 oktober 2023) https://id.eferrit.com/hukum-difusi-dan-efusi-graham/

https://byjus.com/chemistry/grahams-law/