Kimia Dasar Wujud Zat

Meski ketiga keadaan materi ( gas, padat, cair ) telah kita ketahui namun akan bermanfat untuk mermuskan dengan jelas karakteristik untuk mambedakannya. Perbedaan wujud zat ditimbulkan oleh faktor jarak antara partikel terkecil zat tersebut.
Suatu gas tak mempunyai bentuk,gas mengambil bentuk dari wadahnya.Gas tak mempunyai volume tertentu, melainkan dapat dimapatkan maupun dimuaikan menurut purubahan ukuran wadah.Volume wadahnya adalah volume gas tersebut. Suatu cairan tak mempunyai bentuk yang khas.Cairan mengambil bentuk dari wadahnya ketika cairan itu mengatur permukaannya di bawah pengaruh gaya berat, tetapi cairan mempunyai volume yang khas, meskipun cairan tak mutlak termapatkan, namun pemapatan cairan dapat diabaikan bahkan dibawah tekanan tinggi sekalipun. Suatu zat padat mempunyai bentuk tertentu dan volume tertentu. Dengan kata lain Perbedaan wujud zat ditimbulkan oleh faktor jarak antara partikel terkecil zat tersebut. Jika saling berjauhan maka zat berwujud gas, jika partikel sangat dekat maka akan berwujud padat, dan diantara wujud gas dan padat terdapat wujud cair.
Suatu zat murni dapat berada dalam salah satu dari ketiga keadaan, bergantung pada temperaturnya,hanya karena temperatur biasa di sekitar kita,maka Air ( H2O ),selalu kita anggap cair dan Amonia ( NH3 ),adalah Gas.Pada temperatur yang agak rendah Air menjadi Es ( padat ) dan Amonia akan mencair. Pada temperatur yang yang cukup rendah Zat apa saja akan berbentuk padat.


1. GAS
1.1 Sifat – sifat Gas
Berbagai jenis gas berperilaku sangat mirip bila tekanan dan temperatur diubah. Gas bisa dicirikan dengan berbagai cara, semua gas akan memuai memenuhi ruangan dan akan menyerupai bentuk ruang tempatnya berada. Semua zat yang bersifat gas dapat berbaur dengan sesamanya dan akan becampur dengan segala perbandingan, karena itu semua campuran gas adalah larutan yang homogen. Gas tidak kasat mata dalam artian tidak ada partikel – partikel gas yang dapat dilihat. Partikel gas selalu bergerak secara bebas kesegala arah, akibatnya gas akan mengisi ruangan yang dapat dimasukinya. Suatu system gas akan mempunyai volume dan jumlah partikel tertentu. Partikel itu mempunyai Energi kinetik yang menyebabkan ruangan mempunyai suhu tertentu. Gerakan itu menimbulkan tekanan terhadap dinding bejana.
Berdasarkan itu, suatu gas mempunyai besaran yang dapat berubah nilainya. Besaran itu disebut variabel gas atau sifat dasar yang menentukan tingkah laku fisis dari gas yaitu Volume, Tekanan, Suhu dan Jumlah partikel.

1.1.1 Volume
Volume gas sama dengan ukuran ruang yang ditempatinya, dengan kerapatan serba sama. Caraaa mengukur volume gas bergantung pada bentuk ruang. Jika ruang itu besar dan teratur ( seperti kubus, balok, kerucut dsb )dapat ditentukan dengan mengukur sisi – sisinya. Jika wadahnya kecil ( seperti botol dan tabung reaksi ) dapat diukur dengan memasukkan cairan ( air ) kedalamnya, dan kemudian cairan itu ditentukan volumenya dengan gelas ukur.Satuan volume adalah dm3 ( l ) dan cm3 ( ml ).

1.1.2 Tekanan Gas ( The Pressure of Gases )
Karena partikel gas selalu bergerak, maka terjadi tabrakan dengan dinding bejana
( atas, bawah, kanan, kiri, depan, belakang ) dengan kerapatan yang sama. Tabrakan itu dirasakan sebagai gaya terhadap dinding. Pengamatan bahwa suatu balon akan mengembang bila diisi udara adalah suatu hal yang sudah kita ketahhui, tetapi apakah yang menyebabkan balon tersebut tetap mengembung ? Suatu hipotesis yang masuk akal ( plausible ) adalah molekul – molekul gas bergerak konstan, bertumbukan satu sama lainnya dan juga dengan dinding – dinding wadah. Pada saat bertumbukan atau terjadi tumbukan dengan dinding wadah akan terjadi gaya. Gaya inilah yang menyebabkan balon tetap mengembung. Untuk mengukur besarnya gaya yang ditimbulkan oleh molekul – molekul gas bukanlah suatu hal yang sederhana, tetapi tekanan gas dapat diukur dengan cara yang lebih mudah. Tekanan adalah gaya yang bekerja per satuan luas, karenanya tekanan adalah besarnya gaya dibagi dengan luas total tempat gaya tersebut bekerja.
P= F/A

Pengukuran Tekanan udara
Udara adalah campuran gas yang perilaku fisiknya sama dengan oksigen murni, nitrogen murni atau zat yang berbentuk gas lain. Pada kasus ban bocor udara dengan volume awal dua atau tiga kali volume suatu ban, di bawah tekanan. Jika ban itu ditusuk hingga berlubang, udara tambahan itu akan bergegas keluar. Perilaku seperti ini ciri dari semua gas.Dalam kasus ban bocor diatas sebagai ganti mengatakan udara “ tambahan ” mengalir keluar, lebih disukai untuk mengatakan bahwa udara mengalir ke luar sampai tekanan di dalam ban turun menjadi sama dengan tekanan di luar Tekanan di luar adalah tekanan udara atau tekanan atmosfer. Dalam kira – kira tahun 1643 Torriceli murid Galileo membuat barometer yang pertama, suatu instrumen untuk mengukur tekanan atmosfer. Salah satu cara mengukur tekanan adalah dengan mengisi tabung kaca dengan Merkurium ( raksa ). Jika tabung itu cukup panjang, ternyata Merkurium itu turun menjauhi ujung atas tabung. Dalam barometer sederhana ini, tingginya kolom merkurium berbanding lurus dengan tekanan atmosfer.
Merkurium hampir merupakan cairan ideal untuk digunakan dalam sebuah barometer, karena rapatannya yang tinggi ( 13.6 gr/cm3 pada 00 C ), sekolom Merkurium yang relative pendek akan sama berat dengan sekolom udara yang berkilometer – kilometer tingginya. Juga ruangan diatas cairan merkurium dalam sebuah barometer merupakan ruang hampa ( Vakum ) yang sangat baik, yang mengandung hanya sedikit molekul merkurium gas. Tekanan dalam ruang yang dihampakan ini dapat dianggap praktis nol pada kebanyakan kondisi.
Seperti Torricelli, kita dapat juga membayangkan atmosfer sebagai “ laautan gas ” yang menekan obyek – obyek sama seperti lautan air menekan obyek – obyek sama seperti lautan air yang menekan obyek – obyek yang berada dibawah permukaannya. Pada titik apa saja dibawah permukaan suatu zat alir ( Fluid ), tekanan diarahkan kemana – kemana, baik keatas maupun kebawah.

Keanekaragaman Tekanan Udara
Tiga dari alasan utama, mengapa tekanan udara beranekaragam dari tempat ke tempat ialah perubahan cuaca, tinggi atmosfer, dan gaya berat. Gaya berat mempunyai efek yang palin kecil, maksudnya gaya berat lebih besar pada daerah kutub daripada pada katulistiwa. Gaya ini lebih besar pada tempat yang tinggi, juga beranekaragam bergantung pada perbedaan rapatan bumi dari tempat ke tempat. Pada suatu tempat tertentu, tekanan udara yang ditunjuk oleh barometer berubah menurut cuaca. Harga yang tinggi cenderung berkaitan dengan cuaca baik, sedangkan bacaan yang rendah berkaitan dengan cuaca yang jelek, juga terdapat perbedaan penting pada ketinggian yang berlainan.Pada tempat yang rendah, kita berada dalam lautan udara yang dalamdan tekanannya lebih besar.
Pengaruh cuaca dan ketinggian pada tekanan udara dapat dilihat dengan membandingkan rekaman pembacaan barometer di Miami dan Denver. Di Miami, barometer Biro Cuaca Amerika Serikat yang terletak 3 m di atas permukaan air laut, mempunyai bacaan rata – rata 763 mmHg dalam tahun 1976, dalam kurun waktu 1871 – 1970 bacaan maksimum adalah 775 mmHg dan minimum 701 mmHg. Di Denver dimana barometer cuaca terletak 1625 m diatas permukaan laut, bacaan rata – rata pada tahun 1976 adalah 628 mmHg. Dari tahun 1871 – 1970, bacaan maksimum 655 mmHg dan minimum 605 mmHg.
Tekanan udara seringkali mempunyai pengaruh yang penting pada volume gas yang diukur. Untuk membandingkan volume yang diukur pada tekanan yang berlainan, diperlukan suatu standar untuk pengukuran tekanan. Karena tekanan rata – rata udara pada permukaan laut mendukung kolom merkurium setinggi 760 mmHg, maka tekanan itu dirujuk sebagai satu atmosfer ( atm ) atau tekanan atmosfer standar. Tekanan atmosfer standar juga dinyatakan dalam satuan lain, seperti dalam ekuivalen berikut ini :
1 atm = 760 mmHg ( 760 mm ) = 760 torr = 1.01325 X 100000 pascals ( pa )
14.7 pound per inch kuadrat ( psi )

1.1.3 Pengaruh Temperatur
Jika kuantitas tertentu gas dikurangi pada tekanan konstan dalam sebuah bejana, Volume gas akan berubah dengan temperatur, dalam alat termometer gas yaitu alat yang digunakan untuk memperagakan pengaruh ini. Gas terkurung diatas cairan dalam suatu silinder berskala yang diselubungi suatu selubung, lewat mana dapat dialirkan suatu cairan pada temperatur tertentu. Bila temperatur dinaikkan, volume gas bertambah, bila diturunkan, volume berkurang. Dengan menaik - turunkan labu pengatur permukaan cairan, permukaan cairan dalam silinder dijaga agar agar sama dengan permukaan dalam labu, dengan cara ini tekanan gas yang terkurung dapat dijaga agar konstan dan sama dengan tekanan udara luar.( tekanan gas dapat juga dibuat konstan di bawah atau diatas tekanan udara luar, dengan meletakkan labu itu pada posisi yang benar ).