Wujud zat dan kesetimbangan fase
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 39

WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE PowerPoint PPT Presentation


  • 235 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE. Reference : Martin, et all., Physical Pharmacy. Wujud Zat. MENGEMBUN. GAS CAIR PADAT PADAT MESOFASE CAIR. MENGUAP. GAS. HUKUM BOYLE

Download Presentation

WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Wujud zat dan kesetimbangan fase

WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE

Reference :

Martin, et all., Physical Pharmacy


Wujud zat

Wujud Zat

MENGEMBUN

GAS CAIR

PADAT

PADAT MESOFASE CAIR

MENGUAP


Wujud zat dan kesetimbangan fase

GAS

HUKUM BOYLE

P ∞ I PV=K

V

GAY-LUSSAC AND CHARLES

V ∞ T V=kT

P1V1 P2V2 PnVn KPV = nRT

T1 T2 Tn


R konstanta gas ideal

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

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 emnguap dan memberikan

tekanan 1 atm. Berapa BM senyawa tersebut?

(46 g/mol)


Penentuan bm

m

VP

P

m

VP

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

PV = nRT

PV = (m/BM)RT

m/PV = BM/RT


Teori kinetika molekuler

TEORI KINETIKA MOLEKULER

PV=nRT perlu beberapa asumsi

  • Volume molekul gas diabaikan terhadap volume ruang (tekanan rendah, suhu tinggi)

  • Molekul gas tidak saling beratraksi (tekanan rendah)

  • Gerakan partikel gas random, energi kinetik, E = 3/2 RT

  • Tumbukan lenting sempurna


Teori kinetik molekuler equation

TEORI KINETIK MOLEKULER (Equation)

PV = 1/3nm c2 PV = 1/3nmµ

3PV n = jumlah partikel

µ = ------ m = masa 1 partikel

nm

3RT 3P

µ = ------ µ = -----

M d


Persamaan van der walls untuk gas nyata

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

WUJUD CAIR

Gas liquid

Binding force between molecules:

  • Van der wals force: dipole-dipole interaction (Keesom force), dipole-induced dipole force (Debyee force), induce dipole-induce dipole force (London force)

  • Ion-dipole force, ion-induce dipole force

  • Hidrogen bonding

Molekul interaction


Metode pencairan gas

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

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 normal

Produksi pada suhu normal tekanan tinggi

Jika digunakan terjadi perubahan wujud propelan menjadi gas


Sifat khas cairan

SIFAT KHAS CAIRAN

1. Tekanan uap kesetimbangan/tekanan uap jenuh/tekanan uap (P), dipengaruhi oleh suhu

2. Suhu kritik dan tekanan kritik

3. Panas penguapan molar (∆Hv), bervariasi tergantung suhu, tetapi dianggap sama pada rentang suhu yang sempit

4. Titik didih, dipengaruhi oleh tekanan atm

5. Kalor jenis/Panas jenis.


Pengaruh suhu terhadap tekanan uap

Pengaruh Suhu Terhadap Tekanan Uap

Persamaan Clausius – Clapeyron:

p2∆Hv (T2 – T1)

Log---- = ----------------- atau

p1 2,303RT2T1

- ∆Hv 1

Ln p = ------- ---- + konstanta

R T


Contoh soal

Contoh Soal

Data pengaruh suhu terhadap tekanan uap

Aceton:

Suhu(oC)20304050

Tekanan uap (cm Hg)1929,54162

  • Panas Penguapan Molar

  • Titik didihnya pada ruang bertekanan 1 atm

  • Tekanan uap pada suhu 45oC

    Jawab


Wujud padat

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

Klasifikasi padatan kristal


Sifat khas padatan

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

    ∆TVl – Vs

    --- = T -------------

    ∆P ∆Hf


Wujud zat dan kesetimbangan fase

Contoh Soal:

Berapakah titik beku air pada tekanan 2 atm jk

ttk beku pada 1 atm = 273,16 K,

∆Hf = 1440kal/mol,

spesific grafity air 0,9988 g/ml, es 0,9168 g/ml


Mencari h f

Mencari ∆Hf

- ∆Hf 1

Ln X2i = -------- --- + konstanta atau

R T

∆Hf (To –T)

- Log X2i = -------------------------

2,303RToT


Kelarutan dan titik leleh

Kelarutan dan titik leleh

  • Titik leleh menunjukkan gaya atraksi antar molekul penyusun padatan.

  • Meleleh : ikatan antar molekul banyak yang putus

  • Melarut : ikatan antar molekul putus membentuk ikatan baru dengan solven

    maka kelarutan akan meningkat dengan turunnya titk leleh


Polimorfi

Polimorfi

  • Struktur kimia sama dapat membentuk padatan kristal yang berbeda, masing – masing bentuk disebut polimorf.

  • Polimorf yang berbeda titik leleh dan kelarutan berbeda, bioavailabilitas berbeda

  • Polimorf yang metastabil akan memberikan kelarutan yang lebih tinggi


Mesophase kristal cair

MESOPHASE/KRISTAL CAIR

Antara padatan dan cairan

Cair : gerakan molekul bebas dan dapat berputar pada 3 sumbunya

Padat : molekul tidak bergerak

Mesofase : bergerak dan berputar tapi terbatas

1. SMEKTIK, gerakan molekul dua arah, berputar pada satu sumbu

2.NEMATIK, garakan molekul tiga ara, berputar pada 1 sumbu.


Wujud zat dan kesetimbangan fase

A. NematikB. Smektik


Bagaimana bisa terbentuk

Bagaimana bisa terbentuk?

  • Kristal cair thermotropik, pemanasan padatan, ex: pemanasan kholesterol benzoat pd 145oC, menjadi cair pada 179oC

  • Kristal cair liotropik, penambahan solven dalam padatan tertentu, ex: campuran trietanolamin dan asam oleat.

    Alami dalam tubuh: Jaringan otak, pembuluh darah, usus, syaraf.


Kesetimbangan fase

KESETIMBANGAN FASE


Kesetimbangan fase1

KESETIMBANGAN FASE

Aturan fase dari J. Willard Gibs

F = C – P + 2

F : jumlah derajat bebas (degree of Freedom

C : jumlah komponen (Components)

P : jumlah fase (Phase)


Contoh contoh

Contoh - contoh

  • Air membentuk kesetimbangan dengan uapnya

  • Campuran air dan alkohol membentuk kesetimbangan dengan uapnya

  • Campuran air dan eter membentuk kesetimbangan dengan uapnya


Sistem satu komponen

B

A

CAIR

PADAT

4,58

O

UAP

C

0,0098

Sistem satu komponen

Diagram fase air

Pada daerah padat murni/cairan murni/uap murni (1 fase), F = 2 (sistem bivarian)

Pada sepanjang garis (2 fase), F =1 (sistem univarian)

Pada titik triple (O) (3 fase), F = 0 (sistem invarian)

Tekanan uap

(mmHg)

Suhu (OC)

OA : Kurva tekanan UapOB : Kurva titik lelehOC : Kurva Sublimasi


Sistem terkondensasi

Sistem terkondensasi

  • Sistem dua komponen, F tertinggi 3, perlu diagram tiga dimensi, susah

  • Fase uap tidak digambarkan, sehingga tekanan uap diabaikan dan sistem dikerjakan pada tekanan 1 atm

  • Tinggal variabel suhu dan konsentrasi, cukup diagram 2 dimensi

  • Harga F hasil hitungan dikurangi satu


Sistem dua komponen cair cair

66,8OC

B

C

A

50

0

11

63

100

Kadar fenol dalam air

Sistem dua komponen cair -cair

Diagram fase campuran fenol -air

H = temperatur konsulat maksimum

A larutan fenol dalam air, C larutan air dalam fenol

(1 fase, F = 2 – 1+2 = 3, terkondensasi, F menjadi 2, suhu dan konsentrasi)

B : 2 fase: air jenuh fenol dibagian atas dan fenol jenuh air (bawah), F=1

T (OC)


Contoh soal1

Contoh Soal

  • 20 gram fenol dicampur dengan 30 gram air, dibiarkan mencapai kesetimbangan pada 50 OC.

    1. Berapa fase yang terbentuk, berapa berat fase (- fase) tersebut, dan konsentrasi fenol pada (tiap) fase

    2. Jika terbentuk dua fase berapa jumlah air atau fenol harus ditambahkan supaya menjadi satu fase


Sistem 2 komponen padat cair

TO Timol

To Salol

1 Fase Cair

Cairan + padatan salol

E

Cairan + padatan timol

13

Padatan salol +padatan timol

34

% berat timol dalam salol

Sistem 2 komponen padat cair

  • Diagram fase campuran timol salol

Pada titik Eutektik (E) terjadi kesetimbangan 1 fase cair dan 2 fase padat (F = 2 – 3 +2 = 1), karena terkondensasi F menjadi 0

T (OC)


Contoh soal2

Contoh Soal

  • 70 gram timol dicampur dengan 30 gram salol dan dibiarkan mencapai kesetimbangan pada suhu 30OC.

    1. Berapa fase yang terbentuk

    2. Bobot (tiap) fase berapa, konsentrasinya berapa

    3. Berapa salol yang harus ditambahkan supaya menjadi 1 fase, berapa gram timol harus ditambahkan supaya menjadi 1 fase


Campuran terner 3 komponen

Campuran terner (3 komponen)

  • Derajat bebas tertinggi F = 3 – 1 + 2 = 4

  • Dianggap sistem terkondensasi, uap diabaikan

  • Dikerjakan pada suhu tetap

    Tinggal konsentrasi yang divariasi

  • Contoh : campuran air-emulgator-minyak

  • Ditunjukkan dengan diagram terner


Wujud zat dan kesetimbangan fase

100 % TWEEN

100 % VCO

100 % AIR


Wujud zat dan kesetimbangan fase

100 % TWEEN

100 % VCO

100 % AIR


Wujud zat dan kesetimbangan fase

100 % TWEEN

100 % VCO

100 % AIR


Wujud zat dan kesetimbangan fase

100 % TWEEN

bagaiana komposisi

fase konjugatnyaBerapakah berat tiap fase, berapakah emulgator harus ditambahkan supaya sistem menjadi satu fase

SOAL : Perhatikan kurva ini, daerah dibawah kurva adalah sistem 2 fase. Campuran air VCO dan emulgator sebanyak berturut –turut 50, 40, 10 g

Dibiarkan mencapai kesetimbangan, terbentuk

2 fase. Fase bagian atas dianalisi ternyata

mengandung air 15 %,

100 % VCO

100 % AIR


  • Login