1
Gaya Antarmolekuldan Cairan dan
Padatan
Bab V
Presentasi Powerpoint PengajarolehPenerbit ERLANGGADivisi Perguruan Tinggidimodifikasi oleh Dr. Indriana Kartini
Fasa merupakan bagian homogen suatu sistemyang bersentuhan dengan bagian sistem yang lain tetapi dipisahkan dengan batas yang jelas.
2 FasaFasa padatan- es
Fasa cair - air
12.1
2
Gaya antar molekul
12.2
Gaya antarmolekul gaya tarik antar molekul-molekul.
Gaya intramolekul mengikat atom-atom dalam molekul.
antarmolekul vs intramolekul
• 41 kJ untuk menguapkan 1 mol air (antar)
• 930 kJ untuk memutus ikatan2 O-H dlm 1 mol air (intra)
Biasanya, gayaantarmolekuljauh lebih lemahdari gayaintramolekul.
“Pengukuran” gaya antarmolekulTitik didihTitik leleh∆Hvap
∆Hfus
∆Hsub
Gaya Antarmolekul
Gaya Dipol-Dipol
Gaya yang bekerja antara molekul-molekul polar
Arah Molekul Polar dalam Padatan
12.2
3
Gaya Antarmolekul
Gaya Ion-Dipol
Gaya yang bekerja pada ion dan molekul polar
12.2
Interaksi Ion-Dipol
12.2
4
Gaya AntarmolekulGaya Dispersi
Gaya yang timbul dari dipol terinduksi sementarapada atom atau molekul.
12.2
Interaksi dipol terinduksi-ion
Interaksi dipol-terinduksi dipol
Gaya AntarmolekulLanjutan gaya Dispersi
12.2
Keterpolaran adalah kemudahan terganggunya distribusielektron dalam suatu atom (atau molekul).
Keterpolaran meningkat seiring dg:• Semakin banyaknya jumlah elektron
• Semakin banyak awan elektron
menyebar
Gaya Dispersibiasanyameningkatseiringpeningkatanmassa molar.
5
SO O
Apakah jenis gaya antarmolekul yang terjadi padamolekul2 berikut?
HBrHBr adalah molekul polar: gaya dipol-dipol. Terdapat jugagaya dispersi antar molekul2 HBr.
CH4CH4 merupakan molekul nonpolar: gaya dispersi.
SO2SO2 adalah molekul polar: gaya dipol-dipol. Terdapat jugagaya dispersi antar molekul2 SO2.
12.2
Gaya AntarmolekulIkatan Hidrogen
12.2
Ikatan hidrogen jenis khusus interaksi dipol-dipol antara atom hidrogen dalam ikatan polar seperti ikatan N-H, O-H, atau F-H dengan atom elektronegatif O, N, atau F.
A H…B A H…Aatau
A & B adalah N, O, atau F
6
Ikatan Hidrogen
12.2
Kenapa ikatan hidrogen dianggap interaksidipol-dipol “spesial”?
Massa Molar turunTitik Didih turun
12.2
7
Wujud Cair
Tegangan permukaan adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menarik atau memperluas permukaansebesar satu satuan luas.
Gayaantarmolekul
kuat
Teganganpermukaan
tinggi
12.3
Wujud Cair
Kohesi adalah gaya tarik-menarik antarmolekul antara molekul2 yg sama.
12.3
Adesi gaya tarik menarik antara molekul-molekul yg berbeda.
Adesi
Kohesi
8
Wujud Cair
Viskositas adalah ukuran hambatan suatu fluida untuk mengalir.
12.3
Gayaantarmolekul
kuat
Viskositastinggi
Kerapatan maksimum40C
Es lbh tdk rapat dibanding air
Kerapatan air
12.3
Air adalah substansi yg unik
9
Padatan kristal memiliki keteraturan yang kaku yang menjangkau-jauh; atom2nya, molekul2nya, atau ion2nya menempati tempat tertentu.Padatan amorf tidak memiliki susunan yang tertata baik danketeraturan molekul yang menjangkau-jauh.
Sel satuan adalah satuan struktur dasar yang berulang padapadatan kristal.
Sel satuan
titik kisi
Bentuk 3 dimensi sel satuan 12.4
Pada titik kisi:
• Atom
• Molekul
• Ion
12.4
12
12.4
1 atom/sel unit(8 x 1/8 = 1)
2 atom/sel unit(8 x 1/8 + 1 = 2)
4 atom/sel unit(8 x 1/8 + 6 x 1/2 = 4)
12.4
13
Ketika perak mengkristal, terbentuk sel kubikterpusat. Panjang sisi sel unit adalah 409 pm. Hitungkerapatan dari perak tsb.
d = mV V = a3 = (409 pm)3 = 6,83 x 10-23 cm3
4 atom/sel satuan pada sel kubik terpusat
m = 4 Ag atom 107, 9 gmol Ag
x 1 mol Ag6,022 x 1023 atom
x = 7,17 x 10-22 g
d = mV
7,17 x 10-22 g6,83 x 10-23 cm3= = 10,5 g/cm3
12.4
12.5
14
Jarak tambahan = BC + CD = 2d sinθ = nλ (Persamaan Bragg)12.5
Sinar X sepanjang 0,154 nm dipisahkan dari suatukristal dg sudut 14,170. Jika diasumsikan n = 1, berapakah jarak (dlm pm) antar lapisan dlm kristal?
nλ = 2d sin θ n = 1 θ = 14,170 λ = 0,154 nm = 154 pm
d =nλ
2sinθ=
1 x 154 pm2 x sin14,17
= 77,0 pm
12.5
15
Jenis KristalKristal Ionik• Titik kisi ditempati oleh kation dan anion.• Disatukan oleh gaya elektrostatik.• Keras, getas, titik leleh tinggi.• Konduktor lemah untuk panas dan listrik.
CsCl ZnS CaF212.6
Jenis KristalKristal kovalen• Titik kisi ditempati oleh atom.• Disatukan oleh ikatan kovalen.• Keras, titik leleh tinggi.• Konduktor lemah untuk panas dan listrik.
12.6intan grafit
Atomkarbon
16
Jenis KristalKristal Molekular• Titik kisi ditempati oleh molekul.• Gaya antar molekul.• Lunak, titik leleh rendah.• Konduktor lemah bagi panas dan listrik.
12.6
Jenis KristalKrital Metalik• Titik kisi ditempati oleh atom-atom logam.• Ikatan metalik.• Lunak s/d keras, titik leleh rendah s/d tinggi.• Konduktor yg baik bagi panas dan listrik.
12.6
Irisan Kristal Metalikinti &
subkulit e-
Lautan e- yg bergerak
17
Jenis Kristal
12.6
Gelas merupakan produk gabungan dari materi2 anorganikyang secara optik terlihat transparan yang didinginkan sampaikondisi padat tanpa mengalami kristalisasi
Kristalkuarsa (SiO2)
gelas non-kristalkuarsa 12.7
18
Kimia dalam Kehidupan: Superkonduktor Bersuhu Tinggi
12.7Pe
ngua
pan
Urutanterbesar
Urutanterkecil
12.8
Pen
gem
buna
n
T2 > T1
19
Tekanan uap kesetimbangan merupakan tekanan uap yang diukur pada kesetimbangan dinamis pengembunan danpenguapan.
H2O (l) H2O (g)
Lajupengembunan
Lajupenguapan=
Kesetimbangan Dinamis
12.8
Sebelum Penguapan Kesetimbangan
12.8
20
Kalor penguapan Molar (∆Hvap) merupakan energi yang dibutuhkan untuk menguapkan 1 mol cairan.
ln P = -∆Hvap
RT+ C
Persamaan Clausius-ClapeyronP = (kesetimbangan) tekanan uap
T = suhu (K)
R = konstanta gas (8,314 J/K•mol)
12.8
Titik didih adalah suhu pada saat tekanan uap cairan samadengan tekanan luar.
Titik didih normal adalah temperatur dimana cairanmendidih ketika tekanan luar adalah1 atm.
12.8
21
Suhu kritis (Tc) adalah ketinggian temperatur dimana gas tidak dapat dibuat menjadi cair, seberapa besarpun tekananyang diberikan.
Tekanan kritis (Pc) adalah tekananminimum yang harusdiberikan untukmenyebabkanpencairan pada suhukritis.
12.8Pe
lele
han
12.8
Pem
beku
an
H2O (s) H2O (l)
Titik leleh suatu padatan(atau titik beku suatucairan) adalah suhu padasaat fasa padat dan cairberada dalamkesetimbangan.
22
Kalor peleburan Molar (∆Hfus) adalah energi yang dibutuhkan untuk melelehkan 1 mol padatan.
12.8
12.8
23
peny
ublim
an
12.8
peng
habl
uran
H2O (s) H2O (g)
Kalor penyubliman Molar (∆Hsub) adalah energi yang dibutuhkan untuk menyublim1 mol padatan.
∆Hsub = ∆Hfus + ∆Hvap
( Hukum Hess)
Diagram fasa menjelaskan kondisi-kondisi saat suatu zatberada pada wujud padat, cair, atau gas.
Phase Diagram dr Water
12.9