Hukum Amagat

Hukum Amagat atau Hukum Volume Parsial merupakan salah satu hukum gas yang dicetuskan pada tahun 1880. Hukum ini menjelaskan perilaku dan sifat gas ideal (serta beberapa kasus non-ideal) dalam penggunaannya dalam bidang kimia dan fisika termodinamika.^[1]

Hukum ini dinamai dari Émile Amagat, fisikawan asal Prancis.^[2]^[3]

Tinjauan

Hukum Amagat menyatakan bahwa volume ekstensif V = N·v dari campuran gas sebanding dengan jumlah volume V_i dari komponen gas K, jika suhu T dan tekanan p tetap sama:^[4]^[5]

N\cdot v(T,p)=\sum _{i=1}^{K}N_{i}\cdot v_{i}(T,p).\

Hal ini merupakan rumus eksperimental volume sebagai suatu kuantitas ekstensif.

Menurut Hukum Amagat mengenai volume parsial, volume total campuran gas yang tidak bereaksi pada suhu dan tekanan konstan harus sama dengan jumlah volume parsial individu dari gas-gas penyusun. Jadi jika $V_{1},V_{2},\dots ,V_{n}$ dianggap sebagai volume sebagian komponen dalam campuran gas, kemudian volume total $V$ dapat dinyatakan sebagai:

V=V_{1}+V_{2}+V_{3}+\dots +V_{n}=\sum _{i}V_{i}

Baik Hukum Amagat dan Dalton memprediksi sifat campuran gas. Prediksi kedua hukum tersebut sama untuk gas ideal. Namun, untuk gas nyata (non-ideal), hasilnya berbeda.^[6] Hukum Dalton mengenai tekanan parsial mengasumsikan bahwa gas dalam campuran adalah tak-berinteraksi (dengan satu sama lain) dan setiap gas secara independen menerapkan tekanan, jumlah dari tekanan-tekanan tersebut merupakan tekanan total. Hukum Amagat mengasumsikan bahwa volume komponen gas (kembali pada suhu dan tekanan yang sama) bersifat aditif; interaksi gas yang berbeda sama dengan interaksi rata-rata komponennya.

Interaksinya dapat diinterpretasikan dalam bentuk koefisien virial kedua, B(T), untuk campuran. Untuk dua komponen, koefisien virial kedua bagi campuran dapat dinyatakan sebagai:

B(T)=X_{1}B_{1}+X_{2}B_{2}+X_{1}X_{2}B_{1,2}\

di mana subskrip merujuk pada komponen 1 dan 2, X menyatakan fraksi mol, dan B merupakan koefisien virial kedua. Lintas istilah, B_1,2, pada campuran dinyatakan dengan:

B_{1,2}=0\

(Hukum Dalton)

dan

B_{1,2}=(B_{1}+B_{2})/2\

(Hukum Amagat).

Ketika volume tiap komponen gas (suhu dan tekanan sama) sangat mirip, maka hukum Amagat secara matematis sebanding dengan hukum Vegard untuk campuran padatan.

Campuran gas ideal

Ketika Hukum Amagat berlaku dan campuran gas dibuat dari gas ideal (hukum gas ideal):

{\frac {V_{i}}{V}}={\frac {\frac {n_{i}RT}{p}}{\frac {nRT}{p}}}={\frac {n_{i}}{n}}=x_{i}

di mana:

$p$ adalah tekanan campuran gas,
$V_{i}={\frac {n_{i}RT}{p}}$ adalah volume komponen-i pada campuran gas,
$V=\sum V_{i}$ adalah total volume campuran gas,
$n_{i}$ adalah jumlah zat komponen-i pada campuran gas (dalam mol),
$n=\sum n_{i}$ adalah total jumlah zat campuran gas (dalam mol),
$R$ adalah konstanta gas ideal, atau universal, sebanding dengan hasil kali konstanta Boltzmann dan konstanta Avogadro,
$T$ adalah suhu absolut campuran gas (dalam K),
$x_{i}={\frac {n_{i}}{n}}$ adalah fraksi mol komponen-i pada campuran gas.

Rumus ini berlaku ketika fraksi mol dan fraksi volume bernilai sama. Hal ini berlaku pula bagi persamaan keadaan lainnya.

Lihat pula

Hukum-hukum gas

Referensi

^ Barus, Carl (1899). The laws of gases: memoirs by Robert Boyle and EH Amagat. 5. Harper & Brothers. hlm. 107.
^ larousse.fr Émile Amagat
^ Daintith, John (1981). "Amagat, Emile Hilaire". Biographical Encyclopedia of Scientists. 1. New York: Facts On File, Inc. hlm. 15. ISBN 0-87196-396-5.
^ Amagat's law of additive volumes
^ Bejan, A. (2006). Advanced Engineering Thermodynamics (edisi ke-3rd). John Wiley & Sons. ISBN 0471677639.
^ Noggle, J. H. (1996). Physical Chemistry (edisi ke-3rd). New York: Harper Collins. ISBN 0673523411.