WUJUD GAS

 WUJUD GAS DAN HUKUMNYA

@KEL-P04,@P12-AROLVO,@P14-AHMAD,@P15-RUSDI

Abstrak

Sebuah partikel, atom atau molekul yang bebas akan berupa gas, tetapi bila sejumlah besar partikel itu berdekatan dan bergabung dapat berbentuk cairan atau padatan. Penggabungan itu bergantung pada besarnya daya tarik antara partikel tersebut. Setiap besaran dapat diukur dengan cara dan alat tertentu. Hubungan antara besaran-besaran itu disebut hukum gas. Hukum-hukum tersebut dapat dijelaskan dengan teori kinetik gas ideal. Gas yang menyimpang dari hukum tersebut disebut gas nyata.

Kata Kunci: Hukum gas, Gas ideal, Wujud gas

       I.            PENDAHULUAN

Pada saat tertentu, zat hanya berada dalam satu wujud saja. Tetapi zat dapat berubah dari wujud wujud satu ke wujud yang lain (padat/cair/gas). Partikel gas selalu bergerak secara bebas ke segala arah, akibatnya gas akan mengisi ruangan yang dapat dimasukinya. Oleh karena itu, menyimpan bejana harus dalam bejana (ruang) tertutup rapat. Suatu sistem gas akan mempunyai suhu tertentu. Partikel itu mempunyai volume dan jumlah partikel tertentu. Partikel itu mempunyai energy kinetik yang menyebabkan ruangan memiliki suhu tertentu. Gerakan itu menimbulkan tekanan terhadap dinding bejana.

    II.            PEMBAHASAN

Suatu gas mempunyai besaran yang dapat berubah nilainya. Besaran tersebut diantaranya:

a.      Volume

Volume gas sama dengan ukuran ruang yang ditempatinya, dengan kerapatan homogen. Cara mengukur volume gas bergantung pada bentuk ruang.

b.      Tekanan gas

Karena partikel gas selalu bergerak, maka terjadi tabrakan dengan dinding bejana dengan kerapatan sama. Tabrakan itu dirasakan sebagai gaya persatuan luas disebut tekanan.

c.       Suhu

Partikel cairan mempunyai energi kinetik yang dapat diperbesar dengan member kalor. Cairan yang energy kinetiknya besar akan bersuhu lebih tinggi.

d.      Jumlah partikel

Suatu sistem selalu mengandung sejumlah partikel yang harus dinyatakan dalam mol (6,02 x 10²³ partikel)

Variabel gas mempunyai hubungan satu sama lain. Hubungan itu disebut hokum gas yang dapat dinyatakan dalam persamaan. Hukum itu hanya berlaku bila gas

bersifat ideal, yaitu bila tekanan sekitar 1 atm atau lebih rendah.

a.      Hukum Boyle (1662)

“Pada suhu tetap, volume yang ditempati suatu gas berbanding terbalik dengan tekanan gas tersebut.”

Keterangan:
Secara matematika, hukum itu dapat dinyatakan:

Bila tekanan diubah maka volum gas juga berubah maka rumus di atas dapat ditulis sebagai berikut:

P₁ = tekanan gas mula-mula (atm, cm Hg, N/m², Pa)
P₂ = tekanan gas akhir (atm, cm Hg, N/m², Pa)
V₁ = volum gas mula-mula (m³, cm³)
V₂ = volum gas akhir (m³, cm³)

b.      Hukum Charles (1787)

“Pada tekanan tetap, volume gas berbanding lurus dengan suhu mutlaknya.”

Keterangan:Secara matematika, hukum itu dapat dinyatakan:

V: volume gas (m³),

T: temperatur gas (K), dan

k: konstanta.

c.       Hukum Gay-Lussac

“Tekanan suatu gas dengan massa tertentu berbanding lurus dengan suhu mutlak, bila volume dijaga tetap.”

Secara matematika, hukum itu dapat dinyatakan:

Keterangan:

T₁ : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)
T₂ : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)
P₁ : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²)
P₂ : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²)

d.      Hukum Gabungan

Hukum Boyle, Charles, dan Gay-Lussac secara matematis dapat digabung menjadi satu hukum, yang disebut hokum gabungan. Hukum ini lebih umum dan mencakup ketiga hukum terdahulu. Jika T₁=T₂ maka menjadi hokum Boyle. Jika P₁=P₂ akan menjadi hokum Charles dan jika V₁=V₂ akan menjadi hukum Gay-Lussac.

Keterangan:Secara matematika, hukum itu dapat dinyatakan:

T₁ : suhu mutlak gas pada keadaan 1 (K)
T₂ : suhu mutlak gas pada keadaan 2 (K)
P₁ : tekanan gas pada keadaan 1 (N/m²)
P₂ : tekanan gas pada keadaan 2 (N/m²)

V₁ = volum gas mula-mula (m²)
V₂ = volum gas akhir (m²)

e.       Hukum Tekanan Parsial Dalton

“Tekanan total campuran gas adalah jumlah tekanan parsial semua komponennya.”

Secara matematika, hukum itu dapat dinyatakan:

P total = Pa + Pb + Pc + … (maka)

Jika tekanan total gas dan jumlah mol masing masing gas dalam campuran diketahui kita bisa menghitung tekanan parsial gas tersebut dengan menggunakan rumus berikut:

                                                Pa =  ) x P total

f.       Hukum Avogadro

Avogadro mempelajari reaksi -reaksi gas. Dari pengamatannya terhadap jumlah pereaksi dan hasil reaksi pada tekanan dan suhu yang sama didapatkanlah persamaan yang dirumuskan dalam hukumnya yang berbunyi:

"Pada suhu dan tekanan yang sama, gas - gas yang volumenya sama mempunyai jumlah molekul yang sama"

Secara matematika, hukum itu dapat dinyatakan:

Jumlah partikel = V atau n = V

Jika ada dua gas yang berada pada keadaan suhu dan tekanan yang sama, maka berlaku rumus:

                                               

Keterangan:

V₁ = volum gas 1
V₂ = volum gas 2

n1 = mol 1

n2 = mol 2

 III.            KESIMPULAN

Hubungan antar volume, tekanan, suhu, dan mol gas disebut hukum gas, diantaranya adalah hukum Boyle, hukum Charles, hukum Gay Lussac, hukum Avogadro dan tekanan parsial Dalton. Hukum tersebut dapat dijelaskan dengan teori kinetik gas ideal yang bertolak dari asumsi bahwa tidak terdapat interaksi antar partikel. Hubungan volume, tekanan, suhu, dan mol gas nyata dapat ditentukan dengan beberapa rumus, antara lain dengan persamaan van der Waals.

DAFTAR PUSTAKA:

S, Syukuri, 1999, Kimia Dasar 2, Bandung ITB, halaman 266 – 288.

Anonim, 2017, Wujud Zat, Online di http://tpb.ipb.ac.id/

Chandra, Agus, Fany, 2018, Zat dan Wujudnya di http://file.upi.edu

Anonim. Hukum Boyle di https://fisikazone.com

Wahyu, Endah. Hukum Charles di https://endahwrn.wordpress.com

Vernandes, Andrian. Hukum-Hukum Gas di https://www.avkimia.com

kimia hijau

ABSTRAK

Green Chemistry adalah paradigma yang menggiatkan rancangan proses dan produk yang bisa memperkecil bahkan menghilangkan penggunaan maupun pembentukan bahan kimia beracun dan berbahaya. Green Chemistry mengembangkan inovasi proses kimia yang menggeser, menambah/mengurangi atau memperbaharui proses kimia tradisional-konvensional menjadi lebih ramah terhadap lingkungan maupun manusia tanpa meninggalkan prinsip-prinsip optimasi proses produksi. Penerapan Green Chemistry adalah langkah penting menuju pembangunan berkelanjutan (sustainable development).

Pendahuluan

Green Chemistry merupakan bidang kimia yang berfokus pada pencegahan polusi. Pada awal 1990-an, green chemistry mulai dikenal secara global setelah Environmental Protection Agency (EPA) mengeluarkan Pollution Prevention Act yang merupakan kebijakan nasional untuk mencegah atau mengurangi polusi. Green chemistry merupakan pendekatan untuk mengatasi masalah lingkungan baik itu dari segi bahan kimia yang dihasilkan, proses ataupun tahapan reaksi yang digunakan. Konsep ini menegaskan tentang suatu metode yang didasarkan pada pengurangan penggunaan dan pembuatan bahan kimia berbahaya baik itu dari sisi perancangan maupun proses. Bahaya bahan kimia yang dimaksudkan dalam konsep green chemistry ini meliputi berbagai ancaman terhadap kesehatan manusia dan lingkungan, termasuk toksisitas, bahaya fisik, perubahan iklim global, dan penipisan sumber daya alam.

https://media.neliti.com/media/publications/175568-ID-konsep-pengetahuan-lingkungan-green-chem.pdf

http://bptba.lipi.go.id/bptba3.1/?u=blog-single&p=343&lang=id

Permasalahan

 1 apa itu kimia hijau ?

2. Dalam bidang apa saja yang perlu ditingkatkan untuk mewujudkan kota cerdas?

pembahasan

Kimia hijau adalah suatu pendekatan terhadap perancangan, proses pembuatan, dan pemanfaatan produk-produk kimia sedemikian rupa sehingga dapat mengurangi atau menghilangkan bahaya dampak buruk zat kimia terhadap lingkungan termasuk manusia.

nastas dan Warner (1998) mengusulkan konsep“The Twelve Principles of Green Chemistry” yang digunakan sebagai acuan oleh para peneliti untuk melakukan penelitian yang ramah lingkungan. Berikut adalah ke-12 prinsip kimia hijau yang diusulkan oleh Anastas dan Warner :

1 Mencegah timbulnya limbah dalam proses

Lebih baik mencegah daripada menanggulangi atau membersihkan limbah yang timbul setelah proses sintesis, karena biaya untuk menanggulangi limbah sangat besar.

2 Mendesain produk bahan kimia yang aman

Pengetahuan mengenai struktur kimia memungkinkan seorang kimiawan untuk mengkarakterisasi toksisitas dari suatu molekul serta mampu mendesain bahan kimia yang aman.

3 Mendesain proses sintesis yang aman

Metode sintesis yang digunakan harus didesain dengan menggunakan dan menghasilkan bahan kimia yang tidak beracun terhadap manusia dan lingkungan.

4 Menggunakan bahan baku yang dapat terbarukan

Penggunaan bahan baku yang dapat diperbarui lebih disarankan daripada menggunakan bahan baku yang tak terbarukan didasarkan pada alasan ekonomi.

5 Menggunakan katalis

Penggunaan katalis memberikan selektifitas yang lebih baik, rendemen hasil yang meningkat, serta mampu mengurangi produk samping.Peran katalis sangat penting karena diperlukan untuk mengkonversi menjadi produk yang diinginkan.

6 Menghindari derivatisasi dan modifikasi sementara dalam reaksi kimia

Derivatisasi yang tidak diperlukan seperti penggunaan gugus pelindung, proteksi/deproteksi, dan modifikasi sementara pada proses fisika ataupun kimia harus diminimalkan atau sebisa mungkin dihindari karena pada setiap tahapan derivatisasi memerlukan tambahan reagen yang nantinya memperbanyak limbah.

7 Memaksimalkan atom ekonomi

Metode sintesis yang digunakan harus didesain untuk meningkatkan proporsi produk yang diinginkan dibandingkan dengan bahan dasar

8 Menggunakan pelarut yang aman

Penggunaan bahan kimia seperti pelarut, ekstraktan, atau bahan kimia tambahan yang lain harus dihindari penggunaannya.

9 Meningkatkan efisiensi energi dalam reaksi

Energi yang digunakan dalam suatu proses kimia harus mempertimbangkan efek terhadap lingkungan dan aspek ekonomi

10 Mendesain bahan kimia yang mudah terdegradasi

Bahan kimia harus didesain dengan mempertimbangkan aspek lingkungan, oleh karena itu suatu bahan kimia harus mudah terdegradasi dan tidak terakumulasi di lingkungan.

11 Penggunaan metode analisis secara langsung untuk mengurangi polusi

Metode analisis yang dilakukan secara real-time dapat mengurangi pembentukan produk samping yang tidak diinginkan.Ruang lingkup ini berfokus pada pengembangan metode dan teknologi analisis yang dapat mengurangi penggunaan bahan kimia yang berbahaya dalam prosesnya.

12 Meminimalisasi potensi kecelakaan

Bahan kimia yang digunakan dalam reaksi kimia harus dipilih sedemikian rupa sehingga potensi kecelakaan yang dapat mengakibatkan masuknya bahan kimia ke lingkungan, ledakan dan api dapat dihindari.

 aspek pengelolaan kota cerdas adalah terdiri dari sistem pengelolaan air, infrastruktur, transportasi,

1 pengelolahan air

Di sebagian kota-kota besar di Indonesia, pengelolaan air bersih, badan air, serta air limbah masih belum sempurna. Banyak penduduk kota yang tidak punya akses kepada air bersih dan sistem sanitasi standar yang sehat. Sebenarnya Indonesia berkelimpahan air, namun sayangnya pengelolaan air masih belum sistematis. Pemerintah Indonesia sudah mengusahakan perbaikan akses terhadap air bersih dengan menerapkan teknologi membran untuk NF dan RO, sebaiknya diusahakan untuk penerapan 4 Rs untuk mengembangkan sistem pengurangan pemakaian air (reduce), penggunaan kembali air untuk berbagai keperluan sekaligus (reuse), mendaur ulang buangan air bersih (recycle), dan pengisian kembali air tanah (recharge)

2 Dalam pengembangan infrastruktur industri konstruksi dan pelapisan/pengecatan telah maju pesat beberapa tahun belakangan ini. Pemanfaatan energi dalam bangunan secara global menyumbang hampir 40% konsumsi energi dan memunculkan emisi karbon dioksida sebanyak 36% dari total emisi karbondioksida yang terkait dengan konsumsi energi menurut Intergovernmental Panel on Climate Change (Woinaroschy, 2016). Dengan pemanfatan

a. cat pelapis interior yang mempunyai daya pantul tinggi (High Reflectance Indoor Coatings): memantulkan cahaya lebih baik dari cat normal dan memaksimalkan rasa ruang yang lebih luas dan cahaya yang lebih terang, sehingga mengurangi biaya pencahayaan buatan;

 b. cat pelapis eksterior yang memiliki daya pantul tinggi dan tahan terhadap cuaca (High Reflectance and Durable Outdoor Coatings), yang bila diterapkan pada atap dan dinding akan memantulkan radiasi sinar matahari sehingga mengurangi suhu atap dandinding, yang selanjutnya menyebabkan penghematan energi yang signifikan untuk pendinginan ruang;

 c. busa pelapis untuk isolasi yang berkinerja tinggi dan panel isolasi vakum, untuk mengatasi cuaca dingin, yang bila diadopsi dapat mengurangi biaya energi pemanasan dari 30% sampai 80% saat musim dingin; dan

 d. phase change materials (PCM), yaitu materials yang memungkinkan dinding dan langit-langit bangunan menyerap dan menyimpan panas berlebih di siang hari dan membuangnya di malam hari, sehingga memoderasi suhu bangunan agar lebih menyenangkan dan nyaman sepanjang hari.

3. Transportasi Pengembangan kota cerdas melibatkan peningkatan persentase penggunaan angkutan umum untuk tujuan efisiensi energi yang lebih besar, norma keselamatan yang lebih tinggi dan emisi gas buang yang lebih rendah, juga, sangat diharapkan untuk mengurangi berat kendaraan angkutan umum (Woinaroschy, 2016). Alat transport yang ramah lingkungan antara lain sepeda biasa dan sepeda listrik, mobil listrik, dan mobil hibrida.

Kesimpulan

Kimia hijau berperan penting dalam upaya untuk mencegah atau mengurangi bahaya polusi akibat bahan kimia beracun dan berbahaya yang menimbulkan masalah lingkungan kimia hijau mempunyai 12 prinsip yang dapat diaplikasikan dalam pembelajaran kimia khususnya pada kegiatan praktikum di laboratorium dengan cara mengurangi/ mengganti bahan-bahan kimia yang berbahaya yang digunakan dalam suatu reaksi kimia atau sintesa suatu senyawa yang menghasilkan limbah berbahaya yang menimbulkan masalah lingkungan.

Daftar pustaka

https://media.neliti.com/media/publications/175568-ID-konsep-pengetahuan-lingkungan-green-chem.pdf

http://bptba.lipi.go.id/bptba3.1/?u=blog-single&p=343&lang=id

http://repository.ut.ac.id/7076/1/UTFMIPA2017-07-dina.pdf

STRUKTUR MOLEKULK DAN IKATAN VALENSI

@KEL-P04

(@P12-AROLVO,@P14-AHMAD,@P15-RUSDI)

ABSTRAK

Dalam kehidupan sehari-hari kita seringkali menjumpai materi kimia yang ada di sekitar kehidupan kita. Misalnya saja air, bensin, solar, gas-gas yang ada di alam dan masih banyak yang lainnya. Namun dengan berfikiran secara abstrak memungkinkan para ilmuwan untuk melakukan penemuan- penemuan mengenai adanya ikatan di dalam materi tersebut. Misalnya saja mengenai apa saja unsur yang berikatan, bagaimana ikatan itu terbentuk danapa saja jenis-jenis ikatan yang memungkinkan suatu atom berikatan.

Dengan semakin majunya teori atom, teori tentang ikatan kimia ini jugamengalami perubahan. Saat ini ternyata, bahwa ikatan-ikatan kimia tidak pernah ada yang murni, artinya tidak ada yang 100 persen kovalen atau 100 persen elektrovalen. Oleh karena itu, untuk mengetahui konsep teori ikatan kimia dan lebih memahami konsep teori VSEPR.

PENDAHULUAN

Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung melalui ikatan kimia, baik itu ikatan kovalen, ikatan hidrogen dan ikatan ion, serta ikatan-iktan kimia lainnya. Dan atom tersebut berkisar dari jumlah yang sangat sedikit dari jumlah yang sangat banyak. Bentuk molekul, yaitu cara atom tersusun di dalam ruang, mempengaruhi banyak sifat-sifat fisika dan kimia molekul tersebut. Kebanyakan molekul mempunyai bentuk yang didasarkan kepada lima bentuk geometri yang berbeda. Molekul-molekul di dalam berikatan, mengacu pada beberapa aturan dan bentuk-bentuk ikatan kimia. Apabila molekul ingin berikatan harus sesuai dengan aturan-aturan atau syarat-syarat unsur-unsur tersebut dalam membentuk sebuah molekul. Karena tidak sembarang suatu unsur membentuk molekul.

PEMBAHASAN

Struktur Molekul

Struktur molekul adalah penggambaran ikatan-ikatan unsur atau atom yang membentuk molekul. Molekul-molekul di dalam berikatan, mengacu pada beberapa aturan dan bentuk-bentuk ikatan kimia. Apabila molekul ingin berikatan harus sesuai dengan aturan-aturan atau syarat-syarat unsur-unsur tersebut dalam membentuk sebuah molekul. Molekul didefinisikan sebagai sekelompok atom yang saling berikatan dengan sangat kuat dalam susunan tertentu dan bermuatan netral serta cukup stabil. Sebuah molekul dapat terdiri atom-atom yang berunsur sama (misalnya O2), atau terdiri dari unsur-unsur berbeda (misalnya H2O). Atom-atom dan kompleks yang berhubungan secara non-kovalen secara umum tidak dianggap sebagai satu molekul tunggal.

Teori Domain Elektron

Suatu cara meramalkan bentuk molekul berdasarkan tolak-menolak elektron-elektron pada kulit luar atom pusat.Teori ini menjelaskan susunan elektron dalam suatu atom yang berikatan. Posisi elektron ini akan mempengaruhi bentuk geometri molekulnya dan bentuk geometri ini akan dijelaskan melalui
teori VSEPR (Valence Shell Electron Pair Repulsion). Teori yaitu teori tolak-menolak pasangan-pasangan elektron pada kulit terluar atom pusat. Teori ini menekankan pada kekuatan tolak menolak diantara pasangan-pasangan elektron pada atom pusat urutan kekuatannya adalah sebagai berikut : Pasangan Elektron Terikat (PET), Pasangan Elektron Bebas (PEB).

Domain Elektron berarti kedudukan electron atau daerah keberadaan elektron. Jumlah domain elektron ditentukan sebagai berikut:

·                     Setiap elektron ikatan (apakah ikatan tunggal,rangkap dua atau rangkap tiga) berarti 1 domain

·                     Setiap pasangan elektron bebas berarti satu domain

 Hibridisasi

Hibridisasi adalah sebuah konsep bersatunya orbital-orbital atom membentuk orbital hibrid yang baru yang sesuai dengan penjelasan kualitatif sifat ikatan atom. Konsep orbital-orbital yang terhibridisasi sangatlah berguna dalam menjelaskan bentuk orbital molekul dari sebuah molekul. Konsep ini adalah bagian tidak terpisahkan dari teori ikatan valensi. Teori hibridisasi sering digunakan dalam kimia organik, biasanya digunakan untuk menjelaskan molekul yang terdiri dari atom C, N, dan O (terkadang  juga P dan S). Penjelasannya dimulai dari bagaimana sebuah ikatan terorganisasikan dalam metana.

Ikatan Valensi

Teori ini menyatakan bahwa ikatan antar atom terjadi dengan cara saling bertindihan dari orbital-orbital atom. Elektron dalam orbital yang tumpang tindih harus mempunyai bilangan kuantum spin yang berlawanan. Pertindihan antara dua sub kulit s tidak kuat, oleh karena distribusi muatan yang berbentuk bola, oleh sebab itu pada umumnya ikatan s – s relatif lemah. Sub kulit “p” dapat bertindih dengan sub kulit “s” atau sub kulit “p” lainnya, ikatannya relatif lebih kuat, hal ini dikarenakan sub kulit “p” terkonsentrasi pada arah tertentu.

 Faktor-faktor yang mempengaruhi bentuk molekul

Berdasarkan teori domain elektron:

1. Setiap pasangan elektron pada kulit terluar, baik pasangan elektron ikatan maupun pasangan elektron bebas menempati ruang tertentu, yang disebut domain.

2. Ikatan rangkap menempati satu domain, karena pasanngan elektron pada ikatan rangkap berada pada daerah atau ruang yang sama diantara dua atom yang berikatan.

3. Pasangan elektron bebas dan pasangan elektron ikatan rangkap menempati ruang lebih besar dibandingkan ruang yang ditempati pasangan elektron ikatan tunggal.

4. Setiap pasangan elektron saling tolak – menolak satu sama lain dengan urutan kekuatan tolakan

5. Setiap domain pasangan elektron mengambil tempat sedemikian rupa sehingga tolakan diantara pasangan elektron sekecil mungkin.

6. Bentuk molekul ditentukan oleh pasangan elektron ikatan.

                                               

Berdasarkan hibridisasi :

1. Hanya orbital-orbital yang memiliki tingkat energy berdekatan yang dapat bercampur menghasilkan orbital hibrid yangn baik.

2. Jumlah orbital hibrid yang dihasilkan sama dengan banyaknya orbital  yang bercampur.

3. Orbital hibrid diberi lambing sesuai dengan jenis dan jumlah orbital yang bercampur.

4. Orbital hibrid memiliki tingkat energi diantara tingkat energy orbital-orbital atom yang bercampur. Urutan tingkat energi orbital hibrid: sp  < sp² < sp³ < dsp² < d²sp³.

5. Dalam hibridisasi yang bercampur adalah sejumlah orbital bukan sejumlah elektron.

6. Orbital – orbital hibrid memiliki orientasi ruang yang menentukan struktur molekul.

KESIMPULAN

Molekul terdiri dari sejumlah atom yang bergabung melalui ikatan kovalen, dan atom tersebut berkisar dari jumlah yang sangat sedikit, sampai jumlah yang sangat banyak.  Bentuk molekul, yang berarti cara atom tersusun di dalam ruang, mempengaruhi banyak sifat-sifat fisika dan kimia molekul tersebut. Struktur molekul adalah penggambaran ikatan-ikatan unsur atau atom yang membentuk molekul. Bentuk molekul ditentukan oleh pasangan elektron ikatan. Berdasarkan hibridisasi orbital – orbital hibrid memiliki orientasi ruang yang menentukan struktur molekul.