BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Volatilitas

Senyawa-senyawa kimia dapat dibedakan atas senyawa volatil dan non

volatil. Senyawa volatil adalah senyawa yang mudah menguap, terutama jika terjadi

kenaikan suhu. Yang termasuk senyawa volatil antara lain golongan aldehid, keton,

dan alkohol (Swastika, 2013). Menurut Henrickson (2005), bahwa semakin rendah

titik didih suatu senyawa maka semakin tinggi volatil senyawa tersebut karena titik

uapnya yang semakin tinggi, sebaliknya semakin tinggi titik didih senyawa tersebut

maka volatilitasnya semakin rendah (Kadir dkk, 2010).

Pada komponen yang memiliki relative volatility yang lebih besar akan lebih

mudah pemisahannya. Sehingga mudah atau tidaknya liquid untuk mendidih

bergantung pada volatilitasnya. Contoh pada hal ini sesuai dengan prinsip proses

destilasi, dimana destilasi terjadi karena perbedaan volatilitas komponen-komponen

dalam campuran liquid (Komariah dkk, 2009).

2.2 Berat Molekul

Bobot molekul suatu zat ialah jumlah bobot (dari) atom-atom yang

ditunjukkan dalam rumusnya (Keenan dkk,1999). Bobot atom dari sebuah atom dan

ionnya adalah sama. Hal ini karena atom dan ion hanya berbeda jumlah elektronnya,

sedangkan sumbangan elektron terhadap massa atom sangat kecil. Apabila satuan

rumus telah diketahui, maka ini merupakan cara sederhana untuk menentukan bobot

rumus suatu senyawa. Bobot rumus merupakan massa dari satuan relatif terhadap

massa yang ditentukan. Bobot rumus dapat juga ditentukan dengan penjumlahan

bobot atom-atomnya (Petrucci, 1987).

Umumnya untuk menghitung berat molekul seluruh unsur pada suatu

senyawa perlu mengalikan massa atom dari tiap unsur dengan jumlah atom dari

unsur yang ada dalam molekul dan kemudian menjumlahkannya. Dari massa

molekul dapat ditentukan massa molar dari suatu molekul atau senyawa. Massa

molar suatu senyawa (dalam gram) sama dengan massa molekulnya (dalam sma).

Misalnya, massa molekul air adalah 18,02 g, maka massa molarnya adalah 18,02 g

(Chang, 2005).

Pendekatan yang lebih langsung untuk menetapkan bobot molekul adalah

menggunakan persamaan gas ideal, sehingga perlu mengubah sedikit persamaan

tersebut. Jumlah mol gas, yang biasanya dinyatakan dengan “n” adalah sama dengan

masa gas “m”dibagi dengan masa molar “Mr” (satuannya g/mol). Jadi, n = m/Mr.

Bobot molekul (tidak bersatuan) secara numeris sama dengan massa molar. Dalam

menentukan bobot molekul gas dengan persamaan gas ideal diperlukan pengukuran

volume (V) yang dimiliki oleh suatu gas yang diketahui massanya (m) pada suhu (T)

dan tekanan (P) tertentu. Bentuk dari persamaan gas ideal yang diperlihatkan dapat

juga digunakan dalam berbagai penggunaan lain dimana jumlah gas diberikan atau

dicari dalam bentuk gram, bukan mol. Adapun bentuk persamaannya menjadi:

PV=mRTMr

atau Mr=mRTPV

..................................(2.1)

(Petrucci, 1987)

2.3 Sifat dan Persamaan Gas

Gas terdiri dari molekul-molekul yang jaraknya saling berjauhan sehingga

gaya tarik-menariknya sangat lemah. Gaya tarik yang lemah mengakibatkan

molekul-molekul gas itu bergerak ke segala arah. Molekul-molekul gas itu bergerak

sangat cepat dan terus bertumbukan satu sama lain dan juga dengan dinding

wadahnya. Adanya tumbukan ini menghasilkan tekanan. Molekul-molekul gas cepat

sekali berdifusi atau bercampur satu dengan yang lain. Jika beberapa macam gas

yang tidak saling bereaksi ditempatkan dalam wadah yang sama, maka gas-gas

tersebut akan segera bercampur sehingga membentuk campuran yang homogen. Hal

ini disebabkan oleh antar molekul gas terdapat banyak ruang kosong sehingga

molekul itu dapat bebas bergerak dan hanya sedikit mengalami rintangan.

Berdasarkan sifatnya, semua gas dibedakan menjadi dua, yaitu:

a. Gas ideal, yaitu suatu gas hipotesis yang mengikuti semua hukum-hukum

gas. Suatu gas dianggap ideal jika pada molekul-molekulnya tidak terjadi

interaksi atau gaya tarik-menarik dan tidak memerlukan ruang.

b. Gas nyata, yaitu gas yang ada dalam kehidupan sehari-hari, seperti gas N2,

CO2, O2 dan yang lainnya yang mengikuti hukum gas pada tekanan

rendah (Yazid, 2005).

Semua gas akan memuai memenuhi ruangan dan akan menyerupai bentuk

ruang tempatnya berada. Gas tidak kasat mata dalam arti bahwa tidak ada partikel-

partikel gas yang dapat dilihat. Beberapa gas berwarna, seperti misalnya gas klor

(kuning kehijau-hijauan), brom (merah kecoklat-coklatan) dan iod (ungu). Beberapa

diantaranya mudah meledak seperti misalnya hidrogen dan beberapa diantaranya

secara kimiawi bersifat lembab (inert), seperti misalnya helium dan neon. Empat sifat

dasar yang menetukan tingkah laku fisis dari gas adalah banyaknya molekul gas,

voulme gas, suhu dan tekanan (Petrucci, 1987).

2.3.1 Hukum Boyle

Robert Boyle (1662), seorang ilmuwan dari inggris, mula-mula

mempelajari pengaruh perubahan volume terhadap tekanan suatu gas dan

suhu tetap. Ia mengamati bahwa gas cenderung kembali ke volume awalnya

setelah dimampatkan atau dimuaikan. Ia menemukan suatu hubungan yang

disebut hukum Boyle yang berbunyi “ Pada suhu tetap, volume sejumlah gas

berbanding terbalik terhadap tekanan gasnya”. Secara matematis, hubungan

terbalik antara tekanan dan volume adalah V ∝ 1P

(T konstan). Perbandingan

dapat diubah dengan menyisipkan tetapan kesebandingan, secara matematis:

V= kP

........................................................(2.2)

Bila pembanding dihilangkan, maka PV = konstan. Dengan cara lain dapat

dinyatakan:

P1V1 = P2V2..................................................(2.3)

(Yazid, 2005)

2.3.2 Hukum Charles dan Gay-Lussac

Hukum kedua dari gas dinyatakan oleh Alexander Charles (1787),

seorang ahli kimia dari Perancis yang tertarik pada udara panas. Ia

mempelajari pengaruh suhu yang diubah-ubah terhadap volume pada tekanan

tetap. Dari data-data percobaan, ia mendapatkan hubungan yang dikenal

dengan hukum charles yang berbunyi “Pada tekanan tetap, volume suatu gas

berbanding lurus dengan suhu mutlaknya”. Secara matematis:

V ∝ T.........................................................(2.4)

VT

=k.......................................................(2.5)

Dengan mengambil pendekatan lain, Gay Lussac juga mempelajari

pengaruh suhu terhadap tekanan pada volume tetap.dari hasil percobaannya.

Ia mendapatkan hubungan tekanan dan suhu yang disebut hukum Gay Lussac

yang berbunyi “Tekanan suatu gas dengan massa tertentu berbanding lurus

dengan suhu mutlaknya, bila volume tidak berubah”.

p1

P2=

T2

T2

p1

T1=

P2

T 2......................................(2.6)

(Yazid, 2005)

2.3.3 Hukum Avogadro

Amadeo Avogadro adalah ilmuwan dari italia. Pada tahun 1811 yang

mempublikasikan suatu hipotesis yang menyatakan bahwa suhu dan tekanan

yang sama, sejumlah volume yang sama dari gas-gas yang berbeda

mengandung jumlah molekul yang sama pula. Hukum Avogadro menyatakan

“Pada tekanan dan suhu konstan, volume suatu gas berbanding langsung

dengan jumlah mol gas yang ada”.

V α n ...................................................(2.7)

(Chang, 2005)

2.3.4 Persamaan Gas Ideal

Hukum-hukum gas yang telah dibahas dapat diringkas sebagai

berikut:

a. Hukum Boyle V ∝ 1P

(n dan T konstan)

b. Hukum charles V α T (n dan P konstan)

c. Hukum Avogrado V α N (P dan T konstan)

Pernyataan di atas dapat digabung sehingga diperolah persamaan induk

tunggal untuk perilaku gas:

V α nTP

dan V = R nTP

atau PV=

nRT.................(2.8)

Persamaan diatas disebut dengan persamaan gas ideal yang

menerangkan hubungan antara keempat variabel P, V, T, dan n. Gas ideal

adalah gas hipotesis yang perilaku tekanan, volume, suhunya dapat dijelaskan

secara lengkap melalui persamaan gas ideal. Molekul gas ideal tidak saling

tarik-menarik atau tidak saling tolak-menolak satu sama lain, dan volumenya

dapat diabaikan terhadap volume wadahnya. Meskipun di alam tidak

ditemukan gas ideal, ketidaksesuaian perilaku gas nyata pada suatu rentang

tekanan dan suhu yang layak tidak mempengaruhi perhitungan-perhitungan

secara berarti. Maka, persamaan gas ideal dapat digunakan untuk

menyelesaikan soal-soal (Chang, 2005).

Pada satu kasus khusus untuk satu jenis gas pada dua kondisi

(tekanan, temperatur, dan volume), n adalah konstan. Persamaannya menjadi:

p1. V 1

T1

= p2 .V 2

T2

.................................................(2.9)

(Keenan dkk, 1999)