WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE

1 / 39

# WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE - PowerPoint PPT Presentation

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

I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.

## PowerPoint Slideshow about 'WUJUD ZAT DAN KESETIMBANGAN FASE' - farhani

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

Reference :

Martin, et all., Physical Pharmacy

Wujud Zat

MENGEMBUN

GAS CAIR

MENGUAP

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

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 emnguap dan memberikan

tekanan 1 atm. Berapa BM senyawa tersebut?

(46 g/mol)

m

VP

P

m

VP

Penentuan BM

Hasil akan lebih bagus jika dibuat kurva hubungan p vs m/vp pada T konstan.

PV = nRT

PV = (m/BM)RT

m/PV = BM/RT

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)

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

a

P + ------- (V – b) = RT

V2

an2

P + ------ (V – nb) = nRT

V2

B adalah excluded volume menunjukkan voleme gas yang sudah tidak bisa ditekan

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

Gas, t ↓ ----→ kecepatan dan energi kinetik molekul ↓ ----→ interaksi ↑ ---→ cair

Gas ditekan ----→ interaksi ↑ ----→ cair

Penurunan suhu:

• 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 normal

Produksi pada suhu normal tekanan tinggi

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.

Persamaan Clausius – Clapeyron:

p2∆Hv (T2 – T1)

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

p1 2,303RT2T1

- ∆Hv 1

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

R T

Contoh Soal

Data pengaruh suhu terhadap tekanan uap

Aceton:

Suhu (oC) 20 30 40 50

Tekanan uap (cm Hg) 19 29,5 41 62

• Panas Penguapan Molar
• Titik didihnya pada ruang bertekanan 1 atm
• Tekanan uap pada suhu 45oC

Jawab

1. tidak mempunyai bentuk kristal tertentu

2. Titik leleh tidak tentu

3. Energi ikat/kisi rendah →solubility tinggi

bagian terkecilnya disebut unit sel. Beberapa bentuk unit sel: Kubik (NaCl), tetragonal (Urea), heksagonal (iodoform), rombik/ortorombic (iodine), monoklin (sukrosa), triklin (asam borak),

• 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

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 ∆Hf

- ∆Hf 1

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

R T

∆Hf (To –T)

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

2,303RToT

Kelarutan dan titik leleh
• 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
• 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

Cair : gerakan molekul bebas dan dapat berputar pada 3 sumbunya

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.

Bagaimana bisa terbentuk?
• 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

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
• Air membentuk kesetimbangan dengan uapnya
• Campuran air dan alkohol membentuk kesetimbangan dengan uapnya
• Campuran air dan eter membentuk kesetimbangan dengan uapnya
B

A

CAIR

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 Uap OB : Kurva titik leleh OC : Kurva Sublimasi

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
66,8OC

B

C

A

50

0

11

63

100

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 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

TO Timol

To Salol

1 Fase Cair

E

13

34

% berat timol dalam salol

• 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 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)
• Derajat bebas tertinggi F = 3 – 1 + 2 = 4
• Dianggap sistem terkondensasi, uap diabaikan

Tinggal konsentrasi yang divariasi

• Contoh : campuran air-emulgator-minyak
• Ditunjukkan dengan diagram terner
100 % TWEEN

100 % VCO

100 % AIR

100 % TWEEN

100 % VCO

100 % AIR

100 % TWEEN

100 % VCO

100 % AIR

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