Arsip untuk tekanan uap

Gaya Antarmolekul (Ringkasan)

Posted in Ikatan Antarmolekul with tags , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , on Maret 26, 2014 by isepmalik

Semua zat eksis dalam satu dari tiga keadaan: gas, cair, atau padat. Perbedaan utama antara keadaan terkondensasi dan keadaan gas adalah jarak pemisahan antara molekul.
Gaya antarmolekul bertindak antara molekul dan molekul atau antara molekul dan ion. Secara umum, gaya ini lebih lemah daripada gaya ikatan. Gaya dipol-dipol dan gaya ion-dipol menarik molekul dengan momen dipol kepada molekul polar atau ion lainnya. Gaya dispersi merupakan hasil dari momen dipol terinduksi temporer dalam molekul nonpolar biasa. Perluasan momen dipol terinduksi dalam molekul ditentukan oleh polarizabilitasnya. Istilah “gaya van der Waals” merujuk kepada gaya dipol-dipol, gaya dipol-dipol terinduksi, dan gaya dispersi.

Ikatan hidrogen merupakan kekuatan relatif gaya dipol-dipol yang bertindak antara ikatan polar yang mengandung atom hidrogen dan berikatan dengan atom-atom elektronegatif N, O, atau F. Ikatan hidrogen antara molekul-molekul air secara khusus lebih kuat.

Cairan cenderung diasumsikan sebuah geometri dengan luas permukaan minimum. Tegangan permukaan merupakan energi yang diperlukan untuk mengembangkan luas permukaan cairan; gaya antarmolekul yang kuat mengarah kepada tegangan permukaan lebih besar. Viskositas merupakan ukuran resistensi cairan untuk mengalir; ia menurun dengan peningkatan suhu.

Molekul air dalam keadaan padat membentuk jaringan tiga-dimensi di mana setiap atom oksigen berikatan secara kovalen dengan dua atom hidrogen dan berikatan hidrogen dengan dua atom hidrogen. Struktur khas ini diperhitungkan untuk fakta bahwa es kurang rapat daripada cairan air. Air juga ideal sesuai dengan peran ekologinya yang memiliki kalor spesifik tinggi, sifat lainnya berdasarkan kekuatan ikatan hidrogennya. Air dalam jumlah besar dapat menurunkan iklim dengan melepaskan dan menyerap sejumlah kalor di mana suhunya hanya mengalami perubahan kecil.

Semua padatan baik kristal (dengan struktur atom, ion, atau molekul reguler) atau amorf (bukan struktur reguler). Basis satuan struktur kristal padat adalah satuan sel di mana pengulangannya membentuk kisi kristal tiga-dimensi.

Empat tipe kristal dan gaya yang mencengkeram partikel bersama-sama: kristal ion dicengkeram bersama-sama oleh ikatan ion; kristal molekul oleh gaya van der Waals dan/atau ikatan hidrogen; kristal kovalen oleh ikatan kovalen; dan kristal logam oleh ikatan logam.

Cairan dalam wadah tertutup ditetapkan sebagai kesetimbangan dinamis antara penguapan dan kondensasi. Tekanan uap di atas cairan di bawah kondisi ini merupakan kesetimbangan tekanan uap, di mana sering dirujuk secara sederhana sebagai tekanan uap. Pada titik didih, tekanan uap cairan sama dengan tekanan luar. Kalor molar penguapan cairan merupakan energi yang diperlukan untuk menguapkan 1 mol cairan. Ia dapat ditentukan oleh pengukuran tekanan uap cairan sebagai fungsi suhu dan menggunakan Persamaan (12.1). Kalor molar peleburan padatan merupakan energi yang diperlukan untuk mencairkan 1 mol padatan.

Setiap zat memiliki suhu, disebut suhu kritis, di atas suhu ini bentuk gas zat tidak dapat dibuat menjadi cair.

Hubungan di antara tiga fasa dari zat tunggal direpresentasikan diagram fasa, di mana setiap daerah merepresentasikan fasa murni dan batas-batas antara daerah memperlihatkan suhu dan tekanan di mana kedua fasa berada dalam kesetimbangan. Pada titik tripel, ketiga fasa berada dalam kesetimbangan.

Iklan

Latihan Soal No. 1-11

Posted in Bank Soal with tags , on Mei 27, 2012 by isepmalik

1.  Tuliskan ungkapan tetapan kesetimbangan untuk reaksi metanasi:

     (a)     CO(g) + 3H2(g) <—> CH4(g) + H2O(g)

     (b)    CH4(g) + H2O(g) <—> CO(g) + 3H2(g)

2.  Untuk reaksi berikut:

CO(g) + H2O(g) <—> CO2(g) + H2(g)

Bila campuran gas CO 1,0 M dan H2O 1,0 M mencapai kesetimbangan pada 10000C dan diketahui mengandung 0,59 mol H2. Tentukan komposisi gas dalam kesetimbangan.

3.  Gas H2S adalah gas tidak berwarna dan berbau telur busuk terdisosiasi melalui pemanasan.

2H2S(g) <—> H2(g) + S2(g)

Jika 0,10 mol H2S dimasukkan ke dalam 10 L wadah dan dipanaskan sampai 11500C, setelah mencapai kesetimbangan diketahui terdapat 0,0285 mol H2. Berapa nilai kesetimbangan untuk penguraian H2S?

4.  Berapa nilai tetapan kesetimbangan untuk soal nomor 3, bila dinyatakan dalam bentuk Kp.

5.  Proses Mond untuk pemurnian nikel melibatkan pembentukan nikel karbonil, Ni(CO)4, suatu gas  berwarna ungu, dari logam nikel dan karbon monoksida.

Ni(s) + 4CO(g) <—> Ni(CO)4(g)

Tuliskan tetapan kesetimbangan Kc untuk reaksi tersebut.

6.  Untuk reaksi:

2Cs(s) + F2(g) <—> 2CsF(s)

Kp = 1,24 x 10184 pada 298 K. Berapa tekanan parsial gas flor dalam kesetimbangan itu.

7.  Kalsium klorida  tak berhidrat digunakan sebagai desikan, yaitu zat yang dapat menyerap uap air di dalam desikator. Dalam desikator, terjadi kesetimbangan antara CaCl2 berlebih dan jumlah uap air yang diserap dengan Kp = 1,28 x 1085 pada suhu kamar.

CaCl2(s) + 6H2O(g) <—> CaCl2. 6H2O(s)

Berapa tekanan uap air dalam desikator yang tertutup rapat dan berisi kalsium klorida pada suhu kamar?

8.  Gunakan perubahan energi bebas standar untuk menghitung tetapan kesetimbangan reaksi berikut pada suhu 250C?

N2(g) + 3H2(g) <—> 2NH3(g)

9.  Gunakan data  DH0 dan DS0 untuk reaksi berikut pada 250C:

2NO2(g) <—> N2O4(g)

dan tentukan berapa nilai Kc pada suhu itu?

10.  Tentukan nilai tetapan kesetimbangan pada 250C, untuk reaksi:

2NH3(g) + CO2(g) <—> NH2CONH2(aq) + H2O(l)

Diketahui DG025 = -13,6 kJ.

11.  Tetapan kesetimbangan penguapan air

H2O(l) <—> H2O(g)

Kp = PH2O. Berapa tekanan parsial uap air.

(Sumber: Yayan Sunarya. (2000). Kimia Dasar: Prinsip-prinsip Kimia Terkini Jilid 1).

Larutan dan Sifat-sifatnya

Posted in Larutan dan Sifat-sifatnya with tags , , , , , on April 30, 2012 by isepmalik

  • Larutan adalah campuran homogen dapat berupa gas, cair, atau padat. Dua atau lebih gas akan bercampur tanpa batas membentuk larutan, sebab gas miscible satu sama lain. Biasanya suatu zat terlarut dalam pelarut tertentu sampai pada batas tertentu. Jumlah maksimum yang dilarutkan pada keadaan kesetimbangan merupakan ukuran kelarutan zat tersebut. Kelarutan diterangkan dalam bentuk kecenderungan untuk memberikan kekuatan gaya bakutarik antara terlarut-terlarut, pelarut-pelarut, dan terlarut-pelarut.
  • Komposisi larutan dapat dijelaskan dalam bentuk molaritas (mol per liter larutan), persen massa (rasio gram terlarut terhadap gram larutan kali seratus), fraksi mol (mol komponen per total jumlah mol semua komponen dalam larutan), atau molalitas (mol terlarut per kilogram pelarut).
  • Entalpi pelarutan adalah perubahan entalpi pembentukan larutan. Entalpi dapat dipecah ke dalam bentuk ungkapan energi yang terasosiasi dengan munculnya bakutarik antara partikel terlarut dan bakutarik antara partikel pelarut (proses endoterm) dan bentuk ungkapan energi yang terasosiasi dengan pembentukan bakutarik antara terlarut dan pelarut (proses eksoterm).
  • Beberapa faktor yang mempengaruhi kelarutan adalah: struktur molekul, menentukan polaritas molekul. Molekul polar cenderung melarutkan pelarut polar dan molekul nonpolar cenderung melarutkan pelarut nonpolar. Tekanan memiliki pengaruh kecil terhadap kelarutan cair dan padat, tetapi gas sangat berpengaruh.
  • Hukum Henry yang diterapkan terhadap gas yang inert terhadap pelarut. Konsentrasi gas terlarut dalam pelarut berbanding langsung terhadap tekanan parsial gas yang sama di atas larutan. Kenaikan suhu mengurangi kelarutan gas, tapi pengaruh suhu terhadap kelarutan padat beragam dengan jatidiri padatan.
  • Tekanan uap larutan mengandung terlarut nonvolatile selalu lebih kecil daripada tekanan uap pelarut murni, karena adanya zat terlarut menurunkan jumlah molekul pelarut per satuan volum dan secara proporsional lebih rendah kecenderungan meninggalkan molekul pelarut. Hukum Raoult menyatakan bahwa tekanan uap larutan secara langsung proporsional terhadap fraksi mol pelarut. Namuan demikian, jika terlarut mempunyai afinitas tertentu untuk pelarut, perilaku nonideal ditunjukkan dalam bentuk deviasi negatif dari hukum Raoult.
  • Sifat-sifat koligatif larutan yang bergantung pada jumlah partikel terlarut yang ada, mencakup kenaikan titik didih, penurunan titik beku, dan tekanan osmotik. Oleh karena terlarut nonvolatile lebih rendah titik bekunya dan titik didih naik, memperluas wujud cair pelarut.
  • Osmosis terjadi jika pelarut murni dan larutannya dipisahkan oleh membran semipermeabel yang mencegah lewatnya molekul terlarut. Pada keadaan ini, molekul pelarut mengalir dari pelarut ke larutan. Tekanan osmosis, tekanan yang diterapkan terhadap larutan untuk mencegah osmosis, dihubungkan secara langsung dengan molaritas larutan. Osmosis balik terjadi jika tekanan luar lebih besar dari tekanan osmosis larutan. Pengaruh ini menyebabkan aliran pelarut dari larutan ke dalam pelarut murni.
  • Untuk menjelaskan sifat koligatif larutan elektrolit, jumlah ion-ion harus dimasukkan ke dalam perhitungan dengan menggunakan faktor van’t Hoff. Akibat asosiasi ion-ion dalam larutan elektrolit, secara percobaan nilai (i) biasanya lebih kecil dari nilai yang diharapkan.
  • Koloid adalah suatu dispersi partikel zat berukuran sekitar 10Ǻ – 2000Ǻ ke seluruh medium. Koloid dapat dideteksi melalui efek Tyndall. Koloid dicirikan oleh keadaan fasa terdispersi dan fasa kontinu seperti aerosol, terdiri dari partikel padat terdispersi dalam gas. Dalam air, koloid digolongkan sebagai hidrofil atau hidrofob. Partikel koloid dapat bermuatan listrik sehingga satu sama lain bakutolak yang mencegah terbentuknya agregat menjadi partikel lebih besar. Suatu larutan ionik dapat menetralkan muatan ini sehingga koloid terkoagulasi, membentuk agregat. Suatu koloid terasosiasi terdiri dari molekul dengan ujung hidrofob dan ujung yang lain terdispersi dalam air. Molekul ini terasosiasi ke dalam gugus berukuran koloid atau miselle.

(Sumber: Yayan Sunarya. Jilid 2. Hal: 44).

Wujud Zat

Posted in Wujud Zat with tags , , , , , on April 29, 2012 by isepmalik

  • Materi berwujud gas, cair, dan padat dibentuk oleh gaya antar molekul di antara molekul, atom, atau ion. Gaya dipol-dipol adalah antaraksi antara molekul yang mempunyai momen dipol. Gaya ini cukup kuat untuk molekul yang mengandung ikatan hidrogen dengan unsur yang memiliki keelektronegatifan tinggi, seperti nitrogen, oksigen, atau flor. Pada kasus ini, gaya dipol yang dihasilkan dinamakan ikatan hidrogen, yang mengakibatkan titik didih dan titik leleh tinggi.
  • Gaya dispersi London yang disebabkan oleh dipol sesaat merupakan gaya yang penting di dalam molekul nonpolar. Sifat-sifat zat cair seperti tegangan permukaan dan viskositas bergantung pada kekuatan gaya antar molekul.
  • Gas pada umumnya memiliki sifat-sifat fisis yang mudah diamati. Teori kinetik molekul menerangkan sifat-sifat ini melalui asumsi bahwa molekul-molekul gas secara konstan bergerak acak dengan lintasan lurus, selama tidak ada gaya yang mempengaruhinya. Teori kinetik dapat menjelaskan hukum-hukum dasar gas secara kualitatif dan hukum gas ideal secara kuantitatif. Penyimpangan dari hukum ideal dinamakan gas nyata. Gas nyata serupa dengan gas ideal pada suhu tinggi dan tekanan rendah.
  • Perubahan fasa antara cair dan uap dinamakan penguapan. Energi yang diperlukan untuk mengubah satu mol cairan menjadi uapnya disebut kalor penguapan. Pengembunan adalah proses kebalikan dari penguapan. Bila laju penguapan dan pengembunan dalam wadah tertutup tepat sama, dikatakan sistem berada dalam keadaan setimbang. Tekanan uap yang dihasilkan dinamakan tekanan uap zat cair.
  • Kemudahan menguap bergantung pada massa molekul dan gaya antar molekul. Cairan yang tersusun dari molekul berat cenderung kurang mudah menguap, akibat gaya antar molekulnya kuat. Titik leleh normal padatan didefinisikan sebagai suhu dimana padatan dan cairannya mempunyai tekanan uap yang identik. Titik didih normal cairan terjadi pada suhu dimana tekanan uap cairan 1 atm.
  • Diagram fasa untuk zat menunjukkan keadaan yang eksis pada suhu dan tekanan yang ada. Titik triple pada diagram fasa menyatakan suhu dan tekanan dimana ketiga fasa eksis. Titik kritis didefinisikan oleh suhu dan tekanan kritis. Suhu kritis adalah suhu di atas mana uap tidak dapat dicairkan pada berapapun tekanannya. Tekanan kritis adalah tekanan yang diperlukan untuk mencairkan gas pada suhu kritis.
  • Dua kategori utama zat padat adalah kristalin dan amorf. Padatan kristalin mempunyai susunan teratur atau kisi. Komponen partikel terkecil dengan satuan berulang dinamakan sel satuan. Susunan partikel di dalam padatan kristalin dapat ditentukan melalui teknik difraksi sinar-X, dan jarak antar atom dalam kristal dapat dihubungkan dengan panjang gelombang dan sudut pantulan sinar-X melalui persamaan Bragg.
  • Struktur logam dimodelkan melalui asumsi atom-atom berupa bulatan yang homogen dan dikemas secara mampat. Terdapat dua susunan terjejal, yaitu heksagonal dan kubus.
  • Struktur kristal digolongkan menurut susunan atom-atom, ion, atau molekul membentuk sistem kristal yang diidentifikasi oleh jenis ruang kisi dan sel satuan yang dihuni. Berdasarkan partikel penyusunnya dikenal kristal logal, kristal ion, dan kristal molekuler.
  • Kristal ion dapat dipandanga sebagai larik ion yang lebih besar, biasanya anion, dengan kation yang lebih kecil menghuni celah-celahnya. Pada susunan heksagonal terjejal dan kubus terjejal terdapat dua jenis lubang, yaitu lubang tetrahedral dan lubang oktahedral. Lubang oktahedral lebih besar dari dua. Lubang kubus dibentuk dari susunan kubus sederhana suatu anion, yang bukan struktur terjejal.
  • Di alam, kristal jarang ditemukan yang sempurna. Pada dasarnya memiliki berbagai jenis cacat yang mengkontribusi terhadap sifat fisis dan sifat kimia zat. Ada dua jenis cacat kristal, yaitu cacat Frenkel dan cacat Scotcky.

(Sumber: Yayan Sunarya. (2000). Kimia Dasar: Prinsip-prinsip Kimia Terkini Jilid 1. Bandung: Alkemi Grafisindo Press. Hal: 411).