Batu sandungan dalam rumus fugasitas Lewis Gilbert Newton

Oleh: Crys Fajar

Grup fugasitas ISITEKS mengkaji teori fugasitas yang diterapkan pada konstanta kesetimbangan kimia. Salah satu konstanta kesetimbangan kimia yang dikaji adalah reaksi kesetimbangan pembuatan amoniak pada suhu 400 K pada tekanan 1 atm, 10 atm dan 100 atm (sebagaimana dalam soal yang diajukan dalam buku Kimia Fisika 2, Danial Farington)


Konstanta kesetimbangan kimia tersebut, dicari menurut teori fugasitas dengan rumus:

Nilai dicari dengan dua cara, yaitu dengan analisis teoritik dan secara grafik menggunakan data eksperimen yang telah ada. Nilai fugasitas (f) dapat diperoleh dengan terlebih dahulu mencari nilai koefisien fugasitas (ɤ), yang dirumuskan sebagai berikut:

  menurut lewis

• Secara analisis teoritik, nilai koefisien fugasitas (ɤ) dapat diperoleh dengan melalui persamaan keadaan gas nyata yang ada seperti persamaan van der Waals, Redlich-Kwong,  Beattie-Bridgeman dan sebagainya.

Sebagai contoh perhitungan konstanta kesetimbangan dengan persamaan Beattie-Bridgeman, memperoleh hasil berikut:

Tekanan total	fH2	fN2	fNH3	Konstanta kesetimbangan
1	0.747176137	0.249030073	0.004399998	0.000186374
10	7.22767001	2.406466775	0.38493383	0.000163079
100	57.1770631	18.88638636	25.00895708	0.000177165

·         Secara grafik nilai koefisien fugasitas (ɤ) dicari dengan memplot (Z-1)/p terhadap p dan dengan mengukur luas dibawah kurva, maka nilai koefisien fugasitas (ɤ) dapat diperoleh.

Hasil analisis grafik dengan memplot  (Z-1)/p terhadap p, untuk semua nilai koefisien fugasitas (ɤ)  untuk gas nitrogen, gas hidrogen, maupun gas amoniak semuanya memperlihatkan  kecenderungan seperti gambar  berikut

Semua grafik mempunyai kecenderungan mendekati nilai tidak terhingga pada tekanan p mendekati nol, fakta menunjukkan tidak ada perpotongan yang terjadi pada pada sumbu y. Dengan demikian luas di bawah kurva grafik tersebut tidak dapat dicari. Oleh karena itu nilai koefisien fugasitas (ɤ) untuk semua gas, N₂, H₂ dan NH₃ tidak dapat dicari secara eksak. Ini merupakan permasalahan rumus fugasitas dari Lewis yang grup fugasitas ISTEKS belum menemukan jawabannya. Diharapkan dengan adanya permasalahan ini ada ilmuwan yang mencari solusinya.