Bab 2 Sifat Sifat Zat Murni 2003
-
Upload
natalia-rosa-simanjuntak -
Category
Documents
-
view
50 -
download
4
description
Transcript of Bab 2 Sifat Sifat Zat Murni 2003
• Yang akan dibahas dalam bab ini adalah hubungan antara tekanan (P), volume molar (V), dan temperatur (T) untuk senyawa murni.
• Senyawa murni selalu homogen.
• Senyawa murni dapat berada dalam dua fasa lebih, tetapi masing-masing fasa harus memiliki komposisi kimia yang sama.
PENDAHULUAN
solid liquid vapor
(a) (b) (c) (d)
PERMUKAAN P-V-T
Cair
Padat
cair jenuh
uap jenuh
V
T uap
Diagram TV
garis isobaris
V = 1/
T
Diagram TV
P1
P2
P3
Diagram TV
Diagram PV
Garis isotermal
Diagram PV
Vc
Diagram PV
Jika kita ikuti garis isotermal pada temperatur kritik, maka akan kita sadari bahwa titik kritik merupakan titik belok dari kurva isotermal tersebut.
0,
2
2
cc PTVP
0,
cc PTVP
0,
2
2
cc PTVP
VP
Kondisi kritikalitas:
Diagram PT
Temperature
Pre
ssu
re
Tc
Pc
Fluid region
Solidregion
Liquidregion
Vapor region
Gas region
Fusioncurve
Sublimationcurve
Triplepoint
Criticalpoint
Vaporizationcurve
Pada titik kritik :Gas dan cairan berada dalam keseimbangan.
Tidak memiliki interface tidak bisa dibedakan antara fasa cair dan gas, sifat keduanya tidak berbeda.
Sepanjang kurva tekanan uap, fasa cair dan gasberada dalam keseimbangan.
Suhu dan tekanan tertinggi dimana fasa cair dan gas berada dalam keseimbangan.
Proses Pemanasan dengan tekanan konstan :
Mula-mula cairan di titik A, dengan pemanasan suhu naik sampai di C (Ta < Tc)Di titik C : perubahan fasa cair uap, kedua fasa memiliki perbedaan density yang sangat besar.
Selama perubahan fasa : penambahan panas kedalam sistem tidak akan menaikkan suhu atau tekanan sistem tetapi digunakan oleh molekul-molekul cairan untuk bergerak lebih cepat sehingga molekul-molekul saling melepaskan diri sehingga terbentuk uap.
Selama pemanasan secara isobaris, proses berlangsung melewati phase boundary yang dinyatakan oleh garis tekanan uap.
Kurva
tek
anan
uap
Secara termodinamis, perubahan Cair (titik A) ke uap (titik B) dapat melalui jalur : ADEB :
Jalur AD : kompresi isotermalJalur DE : pemanasan isobarisJalur EB : ekspansi isotermal.
Jalur ini tidak melalui phase boundary : menyatakan diskontinyuitas atau perbedaan yang sangat besar dalam hal density (dan sifat-sifat fisik yang lain) antara dua fasa yang terpisah antara phase boundary tsb.
Kompresi isotermal : dari titik A (cairan, besar) ketitik D (densitynya seperti cairan) berlangsung tanpa adanya perubahan fasa yang jelas karena tidak lewat Phase boundary.
Pemanasan isobaris : titik D titik EPemanasan menyebabkan perubahan density secara pelan-pelan dari fasa yang density nya seperti cairan (titik D) fasa yang density nya seperti uap (titik E).
Ekspansi isotermal dari E B :Juga berlangsung tanpa perubahan fasa.
Proses : cair uap lewat ADEB melewati kondisi diatas titik kritik. Disekitar atau diatas titik kritik tidak dapat dibedakan apakah sistem berupa gas ataupun cair disebut fluida superkritik.Ialah : cairan ringan (density tidak sebesar cairan)dan juga gas berat (density tidak sekecil gas).
Diagram PVTSolid and liquid
Constant-pressure line
Constant-T lineVolume, V
Pres
sure
, P
Temperature, T
Daerah Uap - cair
Pada diagram TV :Vf : Volume spesifik cairVg: Volume spesifik uapV : Volume Spesifik campuranmf : massa cairmg : massa uapm : massa total sistem
Total vol campuran = jml vol cairan + jml vol uapm V = mf Vf + mg Vg
Rasio massa uap jenuh dengan massa total = kualitas campuran :
m
mx g m = mf + mgdan
fgf
fgf
gf
gg
ff
xVVV
V x(VVV
xVx)V(1V
Vm
mV
m
mV
) (Vg – Vf) = Vfg
Hitung perubahan volume jika 1 kg air pada kondisi cair jenuh diuapkan semuanya pada tekanan 1 kPa, 100 kPa.
Empat Kg air dipanaskan pada tekanan 220 kPa untuk menghasilkan campuran uap-cair dengan kualitas x = 0,8. Hitung Volume akhir campuran.
V
TP konstan
Uap
Cair
13
2
Vf Vg
Gambar : Titik uap jenuh dan cair jenuh pada diagram TV
Di daerah satu fasa berlaku:
f(P, V, T) = 0
V = V(T, P)
dPPV
dTTV
dVTP
dPPV
dTTV
dVTP
Volume expansivity:PT
VV
1
Isothermal compressibility:
TPV
V
1
(1)
(2)
(3)
Persamaan (2) dan (3) dimasukkan ke pers. (1):
dPdTV
dV (4)
dPdTV
dV
2
1
2
1
2
1
P
P
T
T
V
VdPdT
VdV
2
1
2
1
2
1
PP
TT
VV PTVln
12121
2ln PPTTVV
Untuk fasa cair: • sangat curam ( V/ P)T << 0
• sangat dekat ( V/ T)P << 0
INCOMPRESSIBLE FLUID
Di daerah yang jauh dari titik kritik, dan tidak terlalu dipengaruhi oleh T dan P, sehingga persamaan (4) dapat diintegralkan menjadi:
12121
2ln PPTTVV
(5)
Untuk cairan dan selalu positif, kecuali untuk air di antara 0C dan 4C.
TUGAS I(Dikumpulkan minggu depan)
1. Soal no. 3.12. Soal no. 3.23. Soal no. 3.3
Semua soal diambil dari buku Smith dkk