Gaya Antarmolekul dan Cairan dan

Padatan

Bab 12

Presentasi Powerpoint PengajarolehPenerbit ERLANGGADivisi Perguruan Tinggi

Fasa merupakan bagian homogen suatu sistem yang bersentuhan dengan bagian sistem yang lain tetapi dipisahkan dengan batas yang jelas.

2 Fasa

Fasa padatan- es

Fasa cair - air

12.1

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, gaya antarmolekul jauh lebih lemah dari gaya intramolekul.

“Pengukuran” gaya antarmolekul

Titik didih

Titik leleh

∆Hvap

∆Hfus

∆Hsub

Gaya Antarmolekul

Gaya Dipol-Dipol

Gaya yang bekerja antara molekul-molekul polar

Arah Molekul Polar dalam Padatan

12.2

Gaya Antarmolekul

Gaya Ion-Dipol

Gaya yang bekerja pada ion dan molekul polar

12.2

Interaksi Ion-Dipol

12.2

Gaya AntarmolekulGaya Dispersi

Gaya yang timbul dari dipol terinduksi sementara pada atom atau molekul.

12.2

Interaksi dipol terinduksi-ion

Interaksi dipol-terinduksi dipol

Gaya AntarmolekulLanjutan gaya Dispersi

12.2

Keterpolaran adalah kemudahan terganggunya distribusi elektron dalam suatu atom (atau molekul).

Keterpolaran meningkat seiring dg:

• Semakin banyaknya jumlah elektron

• Semakin banyak awan elektron

menyebar

Gaya Dispersi biasanya meningkat seiring peningkatan massa molar.

SO

O

Apakah jenis gaya antarmolekul yang terjadi pada molekul2 berikut?

HBrHBr adalah molekul polar: gaya dipol-dipol. Terdapat juga gaya dispersi antar molekul2 HBr.

CH4

CH4 merupakan molekul nonpolar: gaya dispersi.

SO2

SO2 adalah molekul polar: gaya dipol-dipol. Terdapat juga gaya 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

Ikatan Hidrogen

12.2

Kenapa ikatan hidrogen dianggap interaksi dipol-dipol “spesial”?

Massa Molar turunTitik Didih turun

12.2

Wujud Cair

Tegangan permukaan adalah jumlah energi yang dibutuhkan untuk menarik atau memperluas permukaan sebesar satu satuan luas.

Gaya antarmolekul

kuat

Tegangan permukaan

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

Wujud Cair

Viskositas adalah ukuran hambatan suatu fluida untuk mengalir.

12.3

Gaya antarmolekul

kuat

Viskositas tinggi

Kerapatan maksimum40C

Es lbh tdk rapat dibanding air

Kerapatan air

12.3

Air adalah substansi yg unik

Padatan kristal memiliki keteraturan yang kaku yang menjangkau-jauh; atom2nya, molekul2nya, atau ion2nya menempati tempat tertentu.

Padatan amorf tidak memiliki susunan yang tertata baik dan keteraturan molekul yang menjangkau-jauh.

Sel satuan adalah satuan struktur dasar yang berulang pada padatan kristal.

Sel satuan

titik kisi

Bentuk 3 dimensi sel satuan 12.4

Pada titik kisi:

• Atom

• Molekul

• Ion

12.4

12.4

12.4

12.4

Dibagi oleh 8 sel unit

Dibagi oleh 2 sel unit

12.4

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

Ketika perak mengkristal, terbentuk sel kubik terpusat. Panjang sisi sel unit adalah 409 pm. Hitung kerapatan 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 atom107, 9 gmol Ag

x1 mol Ag

6,022 x 1023 atomx = 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

Jarak tambahan = BC + CD = 2d sinθ = nλ (Persamaan Bragg)

12.5

Sinar X sepanjang 0,154 nm dipisahkan dari suatu kristal 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 pm

2 x sin14,17= 77,0 pm

12.5

Jenis Kristal

Kristal 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 CaF2

12.6

Jenis Kristal

Kristal kovalen• Titik kisi ditempati oleh atom.• Disatukan oleh ikatan kovalen.• Keras, titik leleh tinggi.• Konduktor lemah untuk panas dan listrik.

12.6intan grafit

Atomkarbon

Jenis Kristal

Kristal Molekular• Titik kisi ditempati oleh molekul.• Gaya antar molekul.• Lunak, titik leleh rendah.• Konduktor lemah bagi panas dan listrik.

12.6

Jenis Kristal

Krital 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 Metalik

inti &subkulit e-

Lautan e- yg bergerak

Jenis Kristal

12.6

Gelas merupakan produk gabungan dari materi2 anorganik yang secara optik terlihat transparan yang didinginkan sampai kondisi padat tanpa mengalami kristalisasi

Kristalkuarsa (SiO2)

gelas non-kristalkuarsa 12.7

Kimia dalam Kehidupan: Superkonduktor Bersuhu Tinggi

12.7

P

engu

apa

nUrutan

terbesar

Urutanterkecil

12.8P

eng

embu

nan

T2 > T1

Tekanan uap kesetimbangan merupakan tekanan uap yang diukur pada kesetimbangan dinamis pengembunan dan penguapan.

H2O (l) H2O (g)

Laju pengembunan

Laju penguapan=

Kesetimbangan Dinamis

12.8

Sebelum Penguapan Kesetimbangan

12.8

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 sama dengan tekanan luar.

Titik didih normal adalah temperatur dimana cairan mendidih ketika tekanan luar adalah1 atm.

12.8

Suhu kritis (Tc) adalah ketinggian temperatur dimana gas tidak dapat dibuat menjadi cair, seberapa besarpun tekanan yang diberikan.

Tekanan kritis (Pc) adalah tekanan minimum yang harus diberikan untuk menyebabkan pencairan pada suhu kritis.

12.8

P

elel

ehan

12.8P

embe

kuan

H2O (s) H2O (l)

Titik leleh suatu padatan (atau titik beku suatu cairan) adalah suhu pada saat fasa padat dan cair berada dalam kesetimbangan.

Kalor peleburan Molar (∆Hfus) adalah energi yang dibutuhkan untuk melelehkan 1 mol padatan.

12.8

12.8

peny

ublim

an

12.8

peng

habl

uran

H2O (s) H2O (g)

Kalor penyubliman Molar (∆Hsub) adalah energi yang dibutuhkan untuk menyublim 1 mol padatan.

∆Hsub = ∆Hfus + ∆Hvap

( Hukum Hess)

Diagram fasa menjelaskan kondisi-kondisi saat suatu zat berada pada wujud padat, cair, atau gas.

Phase Diagram dr Water

12.9

12.9

12.9

Kimia dalam Kehidupan: Kristal Cair

12.9