Gas Ideal dan Gas Nyata – Materi Kimia Kelas 11

Sobat Zenius, kapan terakhir kali elo dateng ke pesta ulang tahun yang penuh dengan dekorasi balon?

Biasanya, di pesta-pesta yang penuh dekorasi balon, ada balon yang melayang dan ada balon yang diam di lantai. Balon yang melayang biasanya diisi helium dengan alat tertentu, sementara balon lainnya bisa jadi ditiup sendiri menggunakan mulut.

Elo, pernah ngerasa nggak sih, balon yang diisi dengan helium jauh lebih stabil daripada balon yang kita tiup sendiri. Balon dari helium bisa tahan beberapa hari, sedangkan balon yang kita tiup sendiri lebih rawan pecah, apa lagi kalau kita tiup balonnya hingga terlalu besar.

Perbedaan ini terjadi karena kondisi gas di kedua balon ini berbeda. Balon yang diisi dengan helium cenderung menunjukkan gas ideal, sedangkan balon yang kita tiup merupakan gas nyata.

Nah, dalam artikel ini gue akan membahas tentang gas ideal dan gas nyata. Gue akan membahas tentang pengertian gas ideal, perbedaannya dengan gas nyata, serta perhitungan-perhitungannya. Gue juga akan menguji pemahaman elo dengan contoh soal di akhir artikel ini. Simak artikel ini hingga akhir, ya!

Pengantar: Materi Gas

Sobat Zenius, yuk, kita ingat-ingat sedikit tentang materi. Materi adalah zat yang mengisi suatu ruang atau wadah. Materi ada tiga, yaitu padat, cair, dan gas. Berikut adalah perbedaan di antara ketiganya.

Nah, kalau kita bicara soal gas secara khusus, kita tau kalau gas itu nggak bisa kita lihat aktivitasnya. Tapi, ada beberapa hal dari gas yang bisa kita ukur. Gas itu memiliki kondisi mikroskopis dan kondisi makroskopis.

Kondisi mikroskopis gas mengacu pada sifat partikel kecil yang membentuk gas. Partikel-partikel di dalam gas (atom, molekul, dan/atau ion) akan mengalami pergerakan. Gerak partikel ini bisa menimbulkan kecepatan, kemudian momentum karena partikel-partikel ini bisa menabrak satu sama lain maupun menabrak dinding ruang atau wadahnya. 

Gerak partikel inilah yang menjadi dasar bagi kondisi makroskopis. Kondisi makroskopis gas mengacu pada sifat-sifat yang dapat diukur secara langsung dari gas sebagai suatu keseluruhan. 

Partikel-partikel yang bergerak dan menabrak satu sama lain menimbulkan volume gas. Sementara itu, partikel-partikel yang bergerak dan menabrak dinding ruang atau wadahnya menimbulkan adanya tekanan gas. 

Selain itu, suhu ruang atau wadah dan juga jumlah mol pada gas menjadi bagian dari kondisi makroskopis gas. 

Konsep Gas Ideal dan Gas Nyata

Nah, gas ideal adalah suatu konsep atau model gas yang dianggap sempurna. Sebagai gas yang sempurna, tentunya ada beberapa kondisi yang harus dipenuhi oleh gas. Syarat-syarat gas ideal di antaranya adalah:

1. Gas tersusun dari partikel identik yang tidak dapat dibedakan
2. Partikel dalam gas bergerak acak ke segala arah
3. Nggak ada interaksi antar partikel gas
4. Volume partikel gas jauh lebih kecil dari volume gas atau volume wadah 
5. Tumbukan di dalam gas bersifat lenting sempurna

Tapi nyatanya, nggak ada gas yang benar-benar ideal di kehidupan sehari-hari. Mungkin hanya ada beberapa gas yang kondisinya mendekati ideal. Konsep itulah yang disebut sebagai gas nyata. 

Lalu, kenapa ada yang namanya gas ideal kalo nyatanya nggak ada yang ideal? Konsep gas ideal ini dirancang dan digunakan untuk mempermudah analisis hubungan antara keadaan makroskopis suatu gas. 

Dengan gas ideal, kita bisa menjelaskan kondisi suatu gas melalui tekanan, volume, suhu, hingga jumlah mol-nya. 

Hukum-Hukum Gas Ideal

Sebagai model untuk mempermudah analisis keadaan gas, gas ideal juga punya persamaan perhitungan. Persamaan perhitungan ini berasal dari beberapa hukum, yaitu:

1. Hukum Boyle

Hukum Boyle memiliki bunyi, “apabila suhu dari suatu gas yang ada di sebuah ruangan tertutup dijaga konstan, maka tekanan gas tersebut akan berbanding terbalik dengan volumenya”. 

Dari sini, kita tau kalau hukum Boyle berbicara tentang tekanan dan volume gas. Hukum Boyle juga menyatakan bahwa tekanan dan volume gas berbanding terbalik.

Baca juga:

Hukum Boyle : Bunyi dan Rumus

2. Hukum Charles

Hukum Charles memiliki bunyi, “apabila tekanan gas yang berada di dalam suatu ruangan tertutup bersifat konstan, maka suhu mutlaknya akan berbanding lurus dengan volume gas”. 

Dari sini, kita tau kalo hukum Charles berbicara tentang suhu dan volume gas. Pada tekanan yang tetap, suhu dan volume gas berbanding lurus. 

Baca juga:

Hukum Charles : Bunyi dan Rumus

3. Hukum Avogadro

Hukum Avogadro memiliki bunyi, “gas-gas dengan volume yang sama, serta pada suhu dan tekanan yang sama akan memiliki jumlah molekul yang sama.” 

Dari sini, kita tau kalo hukum Avogadro berbicara tentang volume dan jumlah mol gas. Hukum Avogadro juga menyatakan bahwa volume dan jumlah mol gas berbanding lurus.

Baca juga:

Hukum Avogadro : Bunyi dan Rumus 

4. Hukum Gay Lussac

Hukum Gay Lussac memiliki bunyi, “tekanan suatu gas akan berbanding lurus dengan suhu absolutnya pada keadaan volume yang konstan.”

Dari sini, kita tau kalo hukum Gay Lussac berbicara tentang tekanan dan suhu gas. Tekanan dan suhu gas ini berbanding lurus. 

Baca juga:

Hukum Gay Lussac : Bunyi dan Rumus 

Rumus Gas Ideal dan Gas Nyata

Dari keempat hukum di atas, kita bisa mendapatkan persamaan perhitungan gas ideal. Coba elo simak ilustrasi berikut ini:

Nah, dalam konsep gas ideal juga ada beberapa kondisi khusus yang perlu kita ketahui. 

1. STP (Standard Temperature and Pressure)

Kondisi STP adalah kondisi standar suatu gas, yaitu ketika suhunya sebesar 0°C atau 273 K dan tekanannya sebesar 1 atm. Dari sini, kita bisa mendapatkan persamaan gas ideal sebagai berikut:

Artinya, setiap satu mol gas ideal akan memiliki volume sebesar 22,4 liter. Perlu elo inget, kondisi STP ini hanya berlaku untuk gas ideal.

2. RTP (Room Temperature and Pressure)

Kondisi RTP adalah kondisi suatu gas dalam suhu ruangan ketika suhunya sebesar 25°C atau 298 K dan tekanannya sebesar 1 atm. Dari sini, kita bisa mendapatkan persamaan gas ideal sebagai berikut:

Artinya, setiap satu mol gas ideal akan memiliki volume sebesar 24,4 liter. Sama seperti kondisi STP, kondisi RTP ini hanya berlaku untuk gas ideal.

3. Kondisi Dua Gas dengan Tekanan dan Suhu Sama

Nah, biasanya ada juga kondisi-kondisi yang melibatkan lebih dari satu gas. Gas-gas ini bisa jadi memiliki tekanan dan suhu yang sama. Dalam kondisi ini, kita mendapatkan persamaan gas ideal sebagai berikut:

Artinya, gas-gas ini akan memiliki volume yang sama dan jumlah mol yang sama pula. 

Selain kondisi-kondisi di atas, ada juga kondisi gas yang dicampurkan. Dalam beberapa situasi, gas-gas yang berbeda bisa aja dicampurkan dan menghasilkan perhitungan yang berbeda pula. Coba elo cermati ilustrasi berikut ini.

Nah, ketika dua gas tergabung dalam satu wadah, tekanannya juga ikut berubah. Tekanan pada campuran kedua gas ini disebut sebagai tekanan parsial (P’) karena merupakan gabungan dari gas 1 dan gas 2. 

Sobat Zenius, dari tadi kita udah bicara soal gas ideal beserta segala macam kondisi dan perhitungannya. Tapi, gas ideal itu sebuah konsep atau model yang sebenarnya nggak nyata di alam. Lalu, kondisi dan perhitungan gas nyata di alam seperti apa?

Pada gas nyata, partikel-partikel gas mengalami interaksi satu sama lain sehingga kecepatan partikel pada gas nyata lebih kecil daripada kecepatan partikel pada gas ideal. Hal ini juga menyebabkan momentum pada gas nyata lebih kecil daripada gas ideal. 

Oleh karena itu, volume gas nyata akan lebih besar daripada volume gas idealnya. Selain itu, tekanan gas nyata juga akan lebih kecil daripada tekanan gas idealnya. 

Persamaan gas nyata juga akan berbeda-beda tergantung jenis gasnya. Coba elo cermati ilustrasi berikut ini.

Contoh Soal Gas Ideal

Sobat Zenius, setelah memahami penjelasan gue tentang gas ideal dan gas nyata, gue akan kasih elo contoh soal gas ideal supaya elo bisa lebih paham lagi sama materi ini. Coba elo kerjakan ya!

Contoh soal gas ideal 1

Pernyataan di bawah ini yang tepat terkait dengan hukum yang mendasari persamaan gas ideal adalah ….

A. menurut hukum Boyle, semakin banyak partikel gas, maka semakin kecil volume gas

B. menurut hukum Charles, semakin rendah suhu, maka volume gas akan semakin memuai

C. menurut hukum Avogadro, semakin besar tekanan, maka semakin besar pula volume gas

D. menurut hukum Boyle, semakin besar tekanan, semakin kecil volume gas

E. menurut hukum Avogadro, semakin tinggi suhu, semakin menyusut volume gas

Pembahasan:

Nah, elo inget kalo ada 4 hukum yang dibahas dalam gas ideal. Hukum Boyle, Hukum Charles, Hukum Gay Lussac, dan Hukum Avogadro. Elo juga perlu inget bunyi-bunyi dari masing-masing hukumnya serta apa kaitan hukum-hukum tersebut dengan gas ideal. 

Singkatnya, hukum Boyle bicara tentang tekanan dan volume gas, yaitu tekanan gas berbanding terbalik dengan volume gas. Hukum Charles bicara tentang suhu dan volume gas, yaitu suhu gas berbanding lurus dengan volume gas. 

Hukum Avogadro bicara tentang volume dan jumlah mol gas, yaitu volume berbanding lurus dengan jumlah mol gas. Terakhir, hukum Gay Lussac bicara soal tekanan dan suhu gas, yaitu tekanan gas berbanding lurus dengan suhu gas. 

Dari ringkasan tersebut, jawaban untuk contoh soal ini adalah (D) menurut hukum Boyle, semakin besar tekanan, semakin kecil volume gas. 

Gimana? Gampang, kan? Coba elo kerjain satu soal lagi yang berkaitan dengan perhitungannya ya!

Contoh soal gas ideal 2

Berapa volume gas pada suhu 27 °C, 1 atm (kondisi RTP) jika terdapat 2 mol gas?

A. 48,8 L

B. 44,8 L

C. 24,4 L

D. 22,4 L

E. 12,2 L

Pembahasan:

Sobat Zenius, di soal ini elo jangan terkecoh sama suhunya ya. Elo perhatikan keterangan dalam soal, yaitu kondisi RTP. 

Nah, kita tau nih dalam kondisi RTP, setiap 1 mol gas akan memiliki volume sebesar 24,4 L. Artinya, kalau kita punya 2 mol gas, volume gas yang kita miliki sebesar (A) 48,8 L. Simpel, kan?

Nah, gimana nih? Soal-soal tentang gas ideal masih gampang, kan? Atau elo perlu soal-soal yang lebih menantang lagi? Tenang! Elo bisa buka aplikasi Zenius untuk dapetin contoh soal beserta video pembahasannya.

Elo juga bisa klik banner di bawah ini untuk belajar materi jenis campuran atau materi kimia lainnya. Tinggal klik banner dan ketik materi yang diinginkan di kolom pencarian ya.

Nah, supaya pemahaman elo makin dalam, ikuti terus review materi dan kerjakan berbagai latihan soal di Zenius, yuk. Ada berbagai paket yang bisa elo beli sesuai kebutuhan elo. Klik banner di bawah ini untuk info selengkapnya!

Pembahasan gue tentang materi gas ideal dan gas nyata kelas 11 sampai sini dulu ya! Kalau elo ada pertanyaan, bisa langsung tulis di kolom komentar. 

Sampai bertemu di artikel selanjutnya. Semangat terus ya, Sobat Zenius!

Penulis: Trisnajaya Shalsabila