BAB 4. WUJUD ZAT 1. WUJUD GAS 2. HUKUM GAS 3. HUKUM GAS IDEAL 4. GAS NYATA 5. CAIRAN DAN PADATAN 6. GAYA ANTARMOLEKUL 7. TRANSISI FASA 8.

Transkripsi

1 BAB 4. WUJUD ZAT 1. WUJUD GAS 2. HUKUM GAS 3. HUKUM GAS IDEAL 4. GAS NYATA 5. CAIRAN DAN PADATAN 6. GAYA ANTARMOLEKUL 7. TRANSISI FASA 8. DIAGRAM FASA

2 WUJUD ZAT: GAS CAIRAN PADATAN PERMEN (sukrosa) C 12 H 22 O 11 (s) + 8KClO 3 (aq) 8KCl (aq) + 11H 2 O (g) + 12CO 2 (g)

3 SELAIN WUJUD GAS, CAIRAN, DAN PADATAN, WUJUD ZAT LAINNYA : PLASMA - MIRIP WUJUD GAS - PARTIKEL BERMUATAN - MISAL : PETIR KRISTAL CAIR : - WUJUD DIANTARA CAIRAN DAN PADATAN (KRISTAL) - MISAL : LCD (MONITOR/DISPLAY KRISTAL CAIR)

4 4.1 WUJUD GAS SEMUA GAS MEMILIKI SIFAT UMUM YANG SAMA : GAS DAPAT DITEKAN GAS MENIMBULKAN TEKANAN PADA KONDISI SEKELILINGNYA GAS MENGEMBANG DAN MENEMPATI VOLUME YANG TERSEDIA GAS MAMPU BERCAMPUR SEMPURNA DENGAN GAS LAIN GAS DAPAT DIJELASKAN MENGGUNAKAN PARAMETER SUHU DAN TEKANANNYA.

5 4.2 HUKUM GAS Hukum Boyle : V ~ 1/P (T & n tetap) Hukum Charles : Hukum Avogadro : V ~ T (P & n tetap) V ~ n ( P & T tetap) Hukum Gas Ideal : PV = nrt V ~ n T / P = R n T / P R = 0, L atm mol -1 K -1 R = 8,3145 J mol -1 K -1

6 4.3 HUKUM GAS IDEAL PV = nrt KEADAAN STP (suhu dan tekanan standar): suhu 0 o C ( 273,25 K) tekanan 1 atm VOLUME MOLAR STANDAR volume 1 mol gas = 22,414 L

7 CONTOH 4.1 Konversikan hasil pembacaan tekanan 736 mm Hg ke dalam unit: (a) atm, (b) torr, (c) kpa, (d) bar, (e) psi Penyelesaian (a) atm: 736 mm Hg x 1 atm/760 mm Hg =0,968 atm (b) torr: 736 mm Hg x 760 torr/760 mm Hg = 736 torr (c) kpa: 736 mm Hg x 101,3 kpa/760 mm Hg = 98,1 kpa (d) bar: 736 mm Hg x 1,013 bar/760 mm Hg = 0,981 bar (e) psi: 736 mm Hg x 14,7 psi/760 mm Hg = 14,2 psi

8 CONTOH 4.2 Gas menempati volume 12 liter dengan tekanan 1,2 atm. Berapakah volume jika tekanannya naik menjadi 2,4 atm? Penyelesaian V 1 = 12 L P 1 = 1,2 atm V 2 =? L P 2 = 2,4 atm Hukum Boyle : P 1 V 1 = P 2 V 2 V P1 V = P 1 2 = 2 (1,2atm)(12L) 2,4atm V 2 = 6,0 L

9 CONTOH 4.3 Sampel gas nitrogen menempati volume 117 ml pada 100,0 o C. Pada suhu berapa ( o C) volume yang ditempati gas 234 ml jika tekanannya tidak berubah? Penyelesaian V 1 = 117 ml V 2 = 234 ml T 1 = 373,0 K T 2 =? Hukum Charles : V 1 /T 1 = V 2 /T 2 T V2T = V1 1 2 = T 2 = 746 K (473 o C) (234mL)(373K) 117mL

10 CONTOH 4.4 Balon cuaca yang diisi dengan helium mempunyai volume 1,0 x 10 4 L pada 1,00 atm dan 30 o C. Balon ini naik sampai ketinggian yang tekanannya turun menjadi 0,60 atm dan suhunya -20 o C. Berapa volume balon sekarang? Penyelesaian P V T1 1 1 = P2 V T2 2 V 2 = 4 1,0x10 L ( 1,00 atm 0,60 atm ) ( 253 K 303 K ) V 2 = 1,4 x 10 4 L

11 CAMPURAN GAS HUKUM DALTON: Tekanan total adalah jumlah tekanan parsial setiap gas. Untuk campuran gas pada tekanan rendah, tekanan parsial salah satu komponen, A ialah P A = n A RT V

12 TEORI KINETIK GAS 1. Gas murni terdiri atas sejumlah besar molekul yang sama yang letaknya sangat berjauhan dibandingkan dengan ukurannya. 2. Molekul gas terus-menerus bergerak dalam arah acak dengan kelajuan yang berbeda-beda. 3. Molekul-molekul tidak menimbulkan gaya jika tidak berbenturan, dan geraknya lurus dengan kecepatan tetap. 4. Tumbukan molekul dengan dinding wadah bersifat elastik; tidak ada energi yang hilang selama tumbukan..

13 4.4 GAS NYATA Persamaan van der Waals n 2 (P+ a V 2 )(V nb) = nrt P= nrt a V nb n 2 V 2

14 KONSTANTA VAN DER WAALS Tergantung jenis gas Senyawa a (L 2 atm mol -2 ) b (L mol -1 ) He 0, ,02370 H 2 0,0244 0,02661 O 2 1,360 0,03183 N 2 1,390 0,03913 CH 4 2,253 0,04278 H 2 O 5,464 0,03049 C 2 H 5 OH 12,02 0,08407

15 4.5 CAIRAN DAN PADATAN CAIRAN: VOLUME TETAP TETAPI DAPAT MENGALIR SESUAI BENTUK WADAH PADATAN : VOLUME DAN BENTUK TETAP CAIRAN - Tegangan permukaan gaya kohesi (sejenis) gaya adhesi ( tidak sejenis) -VISKOSITAS - DIFUSI (gas > cairan > padatan)

16 PADATAN GRAFIT : - ikatan sp 2 dan p pada atom C - konduktor arus listrik - bahan baku pensil INTAN : - ikatan sp 3 pada atom C - nonkonduktor - benda alam terkeras, tc = 3500 o C SILIKA : - SiO 2, tetrahedral - nonkonduktor - kuarsa (sangat keras) - bahan baku gelas

17 4.6. GAYA ANTARMOLEKUL (1) GAYA VAN DER WAALS gaya dispersi (gaya London) POLARISABILITAS - BOBOT MOLEKUL (BM) - PANJANG MOLEKUL - TITIK DIDIH ( td) TITIK CAIR TITIK DIDIH : He (4 K) < Rn (221 K) neopentana (9,5 o C) < n-pentana (36,1 o C)

18 CONTOH 4.5 Susunlah zat-zat berikut ini berdasarkan kenaikan titik didihnya: Cl 2, H 2, N 2, F 2. Penyelesaian Titik didih akan naik dengan kenaikan BM H 2 < N 2 < F 2 < Cl 2 Titik Didih : H 2 N 2 F 2 Cl 2 = -253 o C = -196 o C = - 88 o C = - 34 o C

19 (2) INTERAKSI DWIKUTUB-DWIKUTUB TITIK DIDIH SENYAWA POLAR > NONPOLAR n-butana, BM = 58, nonpolar td 0,5 o C dan tc -138,3 o C aseton, BM = 58, polar td 56,5 o C dan tc -94,8 o C td cis > trans : trans-dikloroetilena, nonpolar td 47,7 o C cis dikloroetilena, polar td 60,3 o C

20 (3) IKATAN HIDROGEN. Atom H..O, N, F (atom sangat elektronegatif) H O O H H H perhatikan titik didih H 2 O, HF, dan NH 3

21 Titik Didih Senyawa Hidrida Golongan 4A, 5A, 6A, dan 7A

22 STRUKTUR ES Setiap molekul air terikat dengan empat molekul air terdekat melalui ikatan hidrogen (garis terputus)

23 4.7. TRANSISI FASA Enam transisi fasa terjadi di antara ketiga wujud zat

24 KURVA TEKANAN UAP BEBERAPA ZAT CAIR

25 4.8. DIAGRAM FASA beku didih

26 DIAGRAM FASA AIR Titik beku normal : 0 o C (1 atm) Titik didih normal : 100 o C (1 atm) T = Titik tripel : +0,01 o C, 0,006 atm C = Titik kritis : 374,2 o C, 218 atm TB = kurva peleburan TC = kurva tekanan uap AT = kurva sublimasi

27 DIAGRAM FASA Ar, CO 2, dan H 2 O

28 1. Pada suhu 70 o C suatu sampel gas memiliki volume 550 ml. Jika volume gas tadi direduksi menjadi 500 ml, pada suhu berapa gas harus didinginkan? 2. Asam klorida direaksikan dengan logam magnesium sbb: 2HCl (aq) + Mg (s) MgCl 2 (aq) + H 2 (g) Reaksi ini menghasilkan gas hidrogen sebanyak 37,6 ml pada tekanan 760 torr dan suhu 20 o C. Hitung berapa banyak magnesium yang direaksikan 3. Berapakah volume yang ditempati oleh 0,136 gram gas O 2 pada suhu 20 o C dan tekanan 748 torr

29 4. Sebutkan jenis gaya tarik menarik antarmolekul (dwikutub-dwikutub, London, ikatan hidrogen) yang ada pada molekul : (a) HF, (b) PCl 3, (c) SF 6, (d) SO 2 5. Berikut adalah tekanan uap beberapa senyawa yang diukur pada suhu 20 o C. Susunlah senyawa-senyawa berikut mengikuti kenaikan gaya tarik menarik antarmolekul. Benzena (C 6 C 6 ) Asam asetat (HC 2 H 3 O 2 ) Aseton (C 3 H 6 O) Dietil eter (C 4 H 10 O) Air (H 2 O) 80 torr 11,7 torr 184,8 torr 442,2 torr 17,5 torr

30 6. Urutkan zat berikut dengan titik didih normal, td, meningkat dan jelaskan alasan Anda: NO, NH 3, Ne, RbCl. 7. Buatlah sketsa diagram fasa dari suatu senyawa yang memiliki titik tripel pada 15,0 o C dan 0,30 atm, melebur pada 10 o C pada 1 atm dan memiliki titik didih normal 90 o C.

31