Bab ini membahas hubungan antara tekanan, volume molar, dan temperatur untuk senyawa murni dalam satu atau lebih fasa. Senyawa murni selalu homogen dan masing-masing fasanya memiliki komposisi kimia yang sama.

2. • Yang akan dibahas dalam bab ini
adalah hubungan antara tekanan (P),
volume molar (V), dan temperatur (T)
untuk senyawa murni.
• Senyawa murni selalu homogen.
• Senyawa murni dapat berada dalam
dua fasa lebih, tetapi masing-masing
fasa harus memiliki komposisi kimia
yang sama.
PENDAHULUAN

3. solid liquid vapor
(a) (b) (c) (d)
PERMUKAAN P-V-T

4. Cair
Padat
cair jenuh
uap jenuh
V
T uap
Diagram TV
garis isobaris

5. V = 1/
T
Diagram TV
P1
P2
P3

6. Diagram TV

7. A B
C D
E

8. Diagram PV
Garis isotermal
A
B
CD
E

9. Diagram PV
Vc

10. Diagram PV

11. Jika kita ikuti garis isotermal pada temperatur kritik,
maka akan kita sadari bahwa titik kritik merupakan titik
belok dari kurva isotermal tersebut.
0
,
2
2








cc PT
V
P
0
,








cc PTV
P
0
,
2
2
















cc PT
V
P
V
P
Kondisi kritikalitas:

12. Diagram PT


Temperature
Pressure
Tc
Pc
Fluid region
Solid
region
Liquid
region
Vapor
region
Gas region
Fusion
curve
Sublimation
curve
Triple
point
Critical
point
Vaporization
curve

13. Diagram PVTSolid and
liquid
Constant-
pressure line
Constant-T lineVolume, V
Pressure,P

14. Di daerah satu fasa berlaku:
f(P, V, T) = 0
V = V(T, P)
dP
P
V
dT
T
V
dV
TP


















15. dP
P
V
dT
T
V
dV
TP

















Volume expansivity:
P
T
V
V 








1

Isothermal compressibility:
T
P
V
V 








1

(1)
(2)
(3)
Persamaan (2) dan (3) dimasukkan ke pers. (1):
dPdT
V
dV
  (4)

16. dPdT
V
dV
 
 
2
1
2
1
2
1
P
P
T
T
V
V
dPdT
V
dV
2
1
2
1
2
1
P
P
T
T
V
V PTVln 
   1212
1
2
ln PPTT
V
V








17. Untuk fasa cair:
• sangat curam  (V/P)T <<    0
• sangat dekat  (V/T)P <<    0
INCOMPRESSIBLE FLUID

18. Di daerah yang jauh dari titik kritik,  dan  tidak
terlalu dipengaruhi oleh T dan P, sehingga
persamaan (4) dapat diintegralkan menjadi:
   1212
1
2
ln PPTT
V
V






 (5)
Untuk cairan  dan  selalu positif, kecuali untuk air
di antara 0C dan 4C.

19. Persamaan keadaan adalah persamaan yang
menyatakan hubungan antara state variable
yang menggambarkan keadaan dari suatu
sistem pada kondisi fisik tertentu
 Temperatur
 Tekanan
 Volume molar

20. Asumsi:
•Molekul/atom gas identik dan
tidak menempati ruang
•Tidak ada gaya antar molekul
•Molekul/atom penyusunnya
menabrak dinding wadah
dengan tabrakan yang elastis
sempurna
PV = RT

21. 0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
0 100 200 300
P(bar)
V (l/mol)

22. A
B
C
D
V
P
liquid + vapor
vapor
liquid dew point
bubble point

23. Perbedaan antara gas ideal dan gas nyata
Pideal gas > Preal gas
Vreal, empty = Vcontainer – Vmolecule
Perlu faktor koreksi untuk membandingkan
Gas nyata dan gas ideal
Copressilbility factor (Z)

24. idealV
V
Z 
P
RT
V ideal
ZRTPV 
Definisi compressibility factor
Volume gas ideal
Persamaan keadaan gas nyata

25. PERSAMAAN VIRIAL
P > 1,5 bar
Jarak antar atom <<
Interaksi >>
Gas Ideal
tidak berlaku

26. Sepanjang garis isotermal T1: P >>  V <<
(Contoh untuk steam pada temperatur 200C)
P (bar) V (m3/kg)
1 2.1724
2 1.0805
3 0.7164
4 0.5343
5 0.4250
6 0.3521
7 0.3000
8 0.2609
9 0.2304
10 0.2060
11 0.1860
12 0.1693
13 0.1552
14 0.1430
15 0.1325

C
T > Tc
T = Tc
T1 < Tc
T2 < Tc
Pc
Vc
P
V

27. 0
2
4
6
8
10
12
14
16
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
P(bar)
V (m3/kg)

28. PV P
2.1724 1
2.1610 2
2.1493 3
2.1373 4
2.1252 5
2.1127 6
2.1000 7
2.0870 8
2.0738 9
2.0602 10
2.0463 11
2.0321 12
2.0174 13
2.0024 14
1.9868 15

29. y = -65.375x2 + 196.53x - 117.41
R² = 1
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1.95 2 2.05 2.1 2.15 2.2
PV
P

30. PV = a + bP + cP2 + …
PV = a (1 + B’P + C’P2 + . . . )
Jika b/a  B’, c/a  C’, dst, maka
Pada contoh di atas:
PV = – 117,4 + 196,5 P – 65,37 P2
Secara umum:






 2
P
a
c
P
a
b
1aPV

31. UNIVERSAL GAS CONSTANT
H2
N2
Udara
O2
PV(lbarmol-1)
P
(PV)*
273,16 = 22,7118 bar L mol-1
T = 273,16 K
(Triple point air)

32. H2
N2
Udara
O2
PV(lbarmol-1)
P
(PV)*
300K = 25 bar l mol-1
T = 300 K

33. 20
25
30
35
40
45
200 300 400 500 600
(PV)*(barl/mol)
T (K)
Slope = 0,083145
R = 0,083145 bar l mol-1 K-1
PV = 0,083145 T

34. Bentuk lain: ...1 32

V
D
V
C
V
B
Z
Untuk gas ideal: PV = RT
Z = 1
PV = a (1 + B’P + C’P2 + . . . )
PV = RT (1 + B’P + C’P2 + . . . )
 2
''1 PCPB
RT
PV
Z

35. Compressibility factor untuk gas metana

36. CONTOH SOAL
Hitung Z dan V dari uap isopropanol pada 200C dan
10 bar dengan menggunakan persamaan sbb.:
a) Persamaan keadaan gas ideal
b) Persamaan keadaan virial dengan 2 suku
Diketahui koefisien virial untuk uap isopropanol pada
200C:
B =  388 cm3 mol1 C =  26.000 cm6 mol2
RT
BP
RT
PV
Z  1

37. PENYELESAIAN
T = 200C = 473,15K
R = 83,14 cm3 bar mol1 K1
a) Persamaan gas ideal
Z = 1
   13
934.3
10
15,47314,83 
 molcm
P
RT
V

38. b) Persamaan virial 2 suku
  
  
9014,0
15,47314,83
10388
1
RT
BP
1
RT
PV
Z 


  
  
9014,0
15,47314,83
546.310

RT
PV
Z
   13
546.3388
10
15,47314,83 
 molcmB
P
RT
V
    13
molcm546.3
10
15,47314,839014,0
P
ZRT
V 

(1)
(2)