Hukum Keadaan Standar dan Gas Ideal

Hukum Keadaan Standar
Untuk melakukan pengukuran terhadap volume gas, diperlukan suatu keadaan standar untuk digunakan sebagai titik acuan. Keadaan ini yang juga dikenal sebagai STP (Standart Temperature and Pressure) yaitu keadaan dimana gas mempunyai tekanan sebesar 1 atm (760 mmHg) dan suhu °C (273,15 K).
Satu mol gas ideal, yaitu gas yang memenuhi ketentuan semua hukum-hukum gas akan mempunyai volume sebanyak 22,414 liter pada keadaan standar ini.

Hukum Gas Ideal
Definisi mikroskopik gas ideal, antara lain:

1. Suatu gas yang terdiri dari partikel-partikel yang dinamakan molekul.
2. Molekul-molekul bergerak secara serampangan dan memenuhi hukum-hukum gerak Newton.
3. Jumlah seluruh molekul adalah besar
4. Volume molekul adalah pecahan kecil yang diabaikan dari volume yang ditempati oleh gas tersebut.
5. Tidak ada gaya yang cukup besar yang beraksi pada molekul tersebut kecuali selama tumbukan.
6. Tumbukannya elastik (sempurna) dan terjadi dalam waktu yang sangat singkat.

Gambaran Gas Ideal
Apabila jumlah gas dinyatakan dalam mol (n), maka suatu bentuk persamaan umum mengenai sifat-sifat gas dapat diformasikan. Sebenarnya hukum Avogadro menyatakan bahwa 1 mol gas ideal mempunyai volume yang sama apabila suhu dan tekanannya sama. Dengan menggabungkan persamaan Boyle, Charles dan persamaan Avogadro akan didapat sebuah persamaan umum yang dikenal sebagai persamaan gas ideal.

R adalah konstanta kesebandingan dan mempunyai suatu nilai tunggal yang berlaku untuk semua gas yang bersifat ideal. Persamaan di atas akan sangat berguna dalam perhitungan-perhitungan volume gas.
Nilai numerik dari konstanta gas dapat diperoleh dengan mengasumsikan gas berada pada keadaan STP, maka:

Dalam satuan SI, satuan tekanan harus dinyatakan dalam Nm^-2 dan karena 1 atm ekivalen dengan 101,325 Nm^-2, maka dengan menggunakan persamaan diatas dapat diperoleh harga R dalam satuan SI, sebagai berikut:

Contoh :
Balon cuaca yang diisi dengan helium mempunyai volume 1,0 x 10⁴ L pada 1,00 atm dan 30 °C. Balon ini sampai ketinggian yang tekanannya turun menjadi 0,6 atm dan suhunya -20°C. Berapa volume balon sekarang? Andaikan balon melentur sedemikian sehingga tekanan di dalam tetap mendekati tekanan di luar.
Penyelesaian:
Karena jumlah helium tidak berubah, kita dapat menentukan n₁ sama dengan n₂ dan menghapusnya dari persamaan gas ideal menjadi:



sumber: chem-is-try.org