Persamaan keadaan Van der Waals

Ø Persamaan keadaan Van der Waals

Untuk memperbaiki keadaan gas ideal pada suhu dan tekanan tertentu, maka pada tahun 1873, fisiskawan belanda, Johanes diderik Van der Waals mengusulkan persamaan keadaan gas yang dikenal dengan persamaan Van der Waals. Ia memodifikasi persamaan gas ideal dengan cara menambahkan faktor koreksi pada volume dan tekanan.

Volume memerlukan faktor koreksi karena partikel-partikel gas nyata mempunyai volume yang tidak dapat diabaikan, sehuingga Van der Waals mengurangi volume gas terukur dengan volume efektif total molekul-molekul gas sebesar nb dengan tujuan untuk memperhitungkan ukuran partikel-partikel gas.

V_ideal = V_eks – nb

V_ideal = volume gas`ideal

V_eks =volume yang terukur pada waktu percobaan

n= jumlah mol gas

b= konstanta Van der Waals

• Faktor koreksi yang kedua yaitu pada tekanan

Gambar 3.

Pada gambar tersebut terlihat perbedaan sifat antara sebuah molekul gas yang terdapat di dalam gas (A) dengan sebuah molekul lain yang hampir bertumbukan dengan dinding wadah. Gaya tarik menarik molekul A samna untuk ke segala arah sehuingga akan saling menghilangkan. Sedangkan molekul B hampir bertubukkan dengan dinding sehingga gaya tarik menarik antar molekul gas tersebut dengan molekul lain cenderung dapat menurunkan momentum molekul gas tersebut ketika bertumbukkan dengan dinding dan akibatnya akan mengurangi tekanan gas tersebut. Oleh karena itu, tekanan gas tersebut akan lebih kecil daripada tekanan gas ideal karena pada gas ideal dianggap tidak terjadi gaya tarik menarik antar molekul.

Makin besar jumlah molekul persatuan volume, makin besar jumlah tumbukan yang dialami oleh dinding wadah serta makin besar pula gaya tarik menarik yang dialami oleh molekul-molekul gas yang hampir menumbuk dinding wadah. Karena itu, faktor koreksi untuk tekanan adalah a(n₂/V₂) dimana a=konstanta dan n=jumlah mol gas.

Dengan memasukkan kedua faktor koreksi tersebut ke dalam persamaan gas ideal, maka diperoleh persamaan Van der Waals :

[P + (n²a/V²)] (V – nb) = nRT

P  = tekanan absolut gas (atm)

V  =volume spesifik gas (liter)

R  = konstanta gas (0,082 L.atm/mol atau 8,314J/Kmol)

T  =suhu /temperatur absolut gas (K)

n  =jumlah mol gas

a,b =konstanta Van der Waals

tabel beberapa nilai konstanta Van der Waals a dan b:

gas	a (atm dm6 mol-2)	b (atm dm6 mol-2)
He	0,0341	0,0237
Ne	0,2107	0,0171
H2	0,244	0,0266
NH3	4,17	0,0371
N2	1,39	0,0391
C2H	4,47	0,0571
CO2	3,59	0,0427
H2O	5,46	0,0305
CO	1,49	0,0399
Hg	8,09	0,0170
O2	1,36	0,0318

Bila dibandingkan dengan persamaan gas ideal, persamaan Van der Waals ini dapat digunakan pada gas nyata denga besaran suhu dan tekanan yang lebih besar. Disamping itu juga persamaan Van der Waals juga dapat menjelaskan penyimpangan gas nyata dari gas ideal. Namun walaupun demikian, persamaan Van der Waals ini belum dapat secara sempurna menggambarkan sifat0sifat gas sehingga digunakan persamaan lain yang dikenal persamaan Virial.