WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE
Reference :
Martin, et all., Physical Pharmacy
Wujud Zat
GAS CAIR
PADAT
PADAT MESOFASE CAIR
MENGEMBUN
MENGUAP
GAS
HUKUM BOYLE
P ∞ I PV=K
V
GAY-LUSSAC AND CHARLES
V ∞ T V=kT
P1V1 P2V2 PnVn K PV = nRT
T1 T2 Tn
R = konstanta gas ideal
Volum 1 mol gas pada STP (0oC, 1 atm) 22,4L
R = (PV) : (nT) = 0,08205 L Atm mol-1deg-1
ingat 1 atm = 76 cm Hg dan massa jenis air raksa 13,595 g cm-3
P dalam dyne cm-2, V dalam cm3
R = 8,314 x 107 erg mol-1deg-1
= 8,314 J mol-1deg-1
= 8,314 J mol-1deg-1/4,184 J kal-1
= 1,987 kal mol-1deg-1
Penentuan BM dengan persamaan gas ideal
Metode Regnault dan Victor Meyer
Contoh:
0,30 g cairan mudah menguap ditempatkan
dalam ruangan 200 ml. Pada suhu 100 oC
semua cairan menguap dan memberikan
tekanan 1 atm. Berapa BM senyawa tersebut?
(46 g/mol)
Penentuan BM
Hasil akan lebih bagus jika dibuat kurva hubungan p vs m/vp pada T konstan.
Harga m/vp pada harga p limit 0 adalah kondisi yang ideal
mVP
P
PV = nRT
PV = (m/BM)RT
m/PV = BM/RT
TEORI KINETIKA MOLEKULER
PV=nRT perlu beberapa asumsi1. Volume molekul gas diabaikan terhadap
volume ruang (tekanan rendah, suhu tinggi)2. Molekul gas tidak saling beratraksi (tekanan
rendah)3. Gerakan partikel gas random, energi kinetik,
E = 3/2 RT4. Tumbukan lenting sempurna
TEORI KINETIK MOLEKULER (Equation)
PV = 1/3nm c2 PV = 1/3nmµ
3PV n = jumlah partikelµ = ------ m = masa 1 partikel nm
3RT 3Pµ = ------ µ = ----- M d
PERSAMAAN VAN DER WALLS UNTUK GAS NYATA a P + ------- (V – b) = RT V2
an2
P + ------ (V – nb) = nRT V2
a/V2 adalah internal pressure menunjukkan atraksi antar molekul.
B adalah excluded volume menunjukkan voleme gas yang sudah tidak bisa ditekan
WUJUD CAIR
Gas liquid
Binding force between molecules:1. Van der wals force: dipole-dipole interaction
(Keesom force), dipole-induced dipole force (Debyee force), induce dipole-induce dipole force (London force)
2. Ion-dipole force, ion-induce dipole force3. Hidrogen bonding
Molekul interaction
METODE PENCAIRAN GAS
Gas, t ↓ ----→ kecepatan dan energi kinetik molekul ↓ ----→ interaksi ↑ ---→ cair
Gas ditekan ----→ interaksi ↑ ----→ cair
Penurunan suhu: Disimpan pada suhu dingin Ekspansi Adiabatis untuk gas ideal Efek Joule thomson untuk gas yang non
ideal
Aerosol
Sedian dispersi dalam gas, suatu aplikasi metode pencairan
Menggunakan pembawa propelan yang berujud gas dalam suhu dan tekanan normal, cair pada suhu rendah atau tekanan tinggi
Produksi pada suhu rendah tekanan normalProduksi pada suhu normal tekanan tinggiJika digunakan terjadi perubahan wujud
propelan menjadi gas
SIFAT KHAS CAIRAN
Suhu kritik dan tekanan kritik Tekanan uap kesetimbangan/tekanan uap
jenuh/tekanan uap (P), dipengaruhi oleh suhu Panas penguapan molar (∆Hv), bervariasi
tergantung suhu, tetapi dianggap sama pada rentang suhu yang sempit
Titik didih, dipengaruhi oleh tekanan atm
Suhu dan Tekanan Uap
Persamaan Clausius – Clapeyron:
p2 ∆Hv (T2 – T1) Log---- = ----------------- atau p1 2,303RT2T1
- ∆Hv 1Ln p = ------- ---- + konstanta R T
Contoh Soal
Data pengaruh suhu terhadap tekanan uap
Aceton:
Suhu (oC) 20 30 4050
Tekanan uap (cm Hg) 19 29,5 41 62
a. Panas Peleburan Molar
b. Titik didihnya pada ruang bertekanan 1 atm
c. Tekanan uap pada suhu 45oC
WUJUD PADAT
Padatan Amorf (Kristal Amorf),
1. tidak mempunyai bentuk kristal tertentu
2. Titik leleh tidak tentu
3. Energi ikat/kisi rendah →solubility tinggi Padatan Kristal (Kristal Kristalin)
bagian terkecilnya disebut unit sel. Beberapa bentuk unit sel: Kubik (NaCl), tetragonal (Urea), heksagonal (iodoform), rombik/ortorombic (iodine), monoklin (sukrosa), triklin (asam borak),
Klasifikasi padatan kristal
Nama Molekuler Ionik Kovalen Logam
Unit yang menempati titik kisi
Molekul Ion +
Ion -
Atom Ion positif
Gaya ikat Van der wals, kutub
Atraksi elektrostatik
Psangan elektron
Atraksi listrik ion + dg elektron
Sifat Amat lunak, ttk lebur rendah, volatil, isolator
Amat keras dan rapuh, tl tinggi, isolator
Amat keras, tl amat tinggi, isolator
Keras/lunak, tl cukup tinggi, konduktor
Contoh H2O, H2, CO2 NaCL, KNO3,
Na2SO4
Intan, SiC, SiO2
Na, Cu, Fe, Al
Sifat Khas Padatan
Energi kristal/kisi→1 mol padat mjd gas terssn dari zarah yang menempati titik kisi
Panas peleburan Molar (∆Hf)
Titik lebur (To), dipengaruhi oleh tekanan atm
Persamaan Clapeyron
∆T Vl – Vs --- = T -------------∆P ∆Hf
Mencari ∆Hf
- ∆Hf 1Ln X2
i = -------- --- + konstanta atauR T
∆Hf (To –T)- Log X2
i = -------------------------
2,303RToT
Contoh Soal:Berapakah titik beku air pada tekanan 2 atm jk
ttk beku pada 1 atm = 273,16 K, ∆Hf = 1440 kal/mol,
spesific grafity air 0,9988 g/ml, es 0,9168 g/ml
MESOPHASE/KRISTAL CAIR
Antara padatan dan cairanCair : gerakan molekul bebas dan dapat
berputar pada 3 sumbunyaPadat : molekul tidak bergerakMesofase : bergerak dan berputar tapi terbatas
1. SMEKTIK, gerakan molekul dua arah, berputar pada satu sumbu2. NEMATIK, garakan molekul tiga ara, berputar pada 1 sumbu.
Bagaimana bisa terbentuk?
1. Kristal cair thermotropik, pemanasan padatan, ex: pemanasan kholesterol benzoat pd 145oC, menjadi cair pada 179oC
2. Kristal cair liotropik, penambahan solven dalam padatan tertentu, ex: campuran trietanolamin dan asam oleat.
Alami dalam tubuh: Jaringan otak, pembuluh darah, usus, syaraf.