Download - Bab 3 ikatan_kimia_dan_sifat_air
Interaksi Intramolekul dan Antarmolekul, Konsekuensi Makroskopik Molekul Air
Interaksi Intramolekul dan Antarmolekul, Konsekuensi Makroskopik Molekul Air
Sumber: Suchoki Bab 6, 7, dan 8
Created by: BAFCreated by: BAFDepartemen Kimia FMIPA IPB
Dept. Kimia FMIPA IPB
Ikhtisar
Surfaktan Sabun dan Detergen
Gaya Antarmolekul dan Kelarutan
Kepolaran Molekul
Jenis Ikatan
Lambang Titik Lewis
Keunikan Molekul Air
1. LAMBANG TITIKLEWIS
Elektron yang menempati kulit terluar menentukan sifat-sifat kimia atom, termasuk kemampuannya membentuk ikatan kimia.
Struktur elektron-titik atau disebut juga lambang titik Lewis menggambarkan elektron valensi sebagai titik di sekeliling lambang atom.
Karena itu, elektron tersebut dinamai elektron valensi (Latin: valentia, “kekuatan”), dan kulit yang ditempatinya disebut kulit valensi.
Gilbert Newton Lewis
1. LAMBANG TITIK LEWIS
elektron tak berpasangan
elektron berpasangan/elektron non-ikatan
2. JENIS IKATAN
Atom elektronegatif dapat mengambil elektron membentuk anion.
Ikatan Ionik
Li + F Li+ F -
1s22s1 1s22s22p5 1s2 1s22s22p6
[He] [Ne]
Li Li+ + e
e + F F -
F -Li+ + Li+ F -
Ikatan ionik dapat terjadi antara kation dan anion.
2. JENIS IKATAN
Ikatan kovalen terbentuk karena pemakaian-
bersama (sharing) elektron.
F F+
7e 7eF F
8e 8e
Ikatan Kovalen
Ikatan Kovalen
Struktur Lewis air
8eH HO+ + OH H O HHatau
2e 2e
Ikatan kovalen tunggal
Ikatan Kovalen
Ikatan rangkap – 2 atom menggunakan 2 atau lebih pasangan elektron bersama-sama.
atauO C O
8e 8e8eIkatan rangkap 2
O C O
Ikatan rangkap 2
N N
Ikatan rangkap 3
N N8e 8e
Ikatan rangkap 3
atau
Aturan oktet
Ikatan Kovalen
Ikatan Kovalen Polar
Ikatan kovalen polar terjadi karena tidak meratanya pemakaian-bersama elektron. Elektron berada lebih dekat ke salah satu atom.
H F
Daerahkaya elektron
Daerahmiskin elektron
Keelektronegatifan: kemampuan suatu atom untuk menarik elektron dalam ikatan kimia.
Ikatan Kovalen Polar
Klasifikasi ikatan berdasarkan perbedaan keelektronegatifan
Perbedaan Tipe Ikatan
0 Kovalen>1,7 Ionik
Antara 0 dan 1,7 Kovalen Polar
Ikatan Kovalen Polar
3. KEPOLARAN MOLEKUL
Molekul triatomik dst. bentuk molekul turut memengaruhi kepolaran.
Pada molekul diatomik, kepolaran molekul = kepolaran ikatan.
Contoh: H2, O2, N2 molekul nonpolar
HF, HCl, ClF molekul polar
NONPOLAR POLAR
4. GAYA ANTARMOLEKUL DAN KELARUTAN
Molekul polar seperti air dipol (dwikutub) Tarik-menarik terjadi antarmuatan berlawanan dalam dipol. Gaya antarmolekul air ini disebut gaya dipol-dipol (ikatan hidrogen). 20x lebih lemah daripada ikatan kovalen intramolekul air.
Kekuatan ikatan hidrogen antarmolekul etanol ~ molekul air. Etanol larut takhingga dalam air.
Etanol AirEtanol-Air
4. GAYA ANTARMOLEKUL DAN KELARUTAN
Kekuatan ikatan hidrogen antarmolekul sukrosa > molekul air. Ikatan hidrogen ini harus diputus terlebih dulu oleh molekul air. Sukrosa larut terbatas dalam air kelarutan = 200 g/100 mL air
Sukrosa
4. GAYA ANTARMOLEKUL DAN KELARUTAN
Berbeda dari etanol dan sukrosa, natrium klorida mengion dalam air. Kristal NaCl larut dalam air dengan membentuk gaya antarmolekul lain,
yaitu gaya ion-dipol. Kekuatan gaya ion-dipol > dipol-dipol NaCl sangat larut dalam air.
Molekul nonpolar seperti oksigen sedikit larut dalam air kelarutan = 0,004 g/100 mL air (bdk. sukrosa)
Pelarutan terjadi karena molekul air yang polar dapat menginduksi terbentuknya dipol pada molekul oksigen.
Gaya tarik-menarik lemah terbentuk gaya dipol-dipol terinduksi
4. GAYA ANTARMOLEKUL DAN KELARUTAN
Dipol terinduksi juga dapat terbentuk antaratom atau di antara molekul-molekul nonpolar.
Gaya tarik-menarik sangat lemah terbentuk gaya dipol terinduksi-
dipol terinduksi (gaya London).
4. GAYA ANTARMOLEKUL DAN KELARUTAN
Molekul yang lebih besar lebih mudah membentuk dipol terinduksi.
Sifat ‘antilengket’ Teflon antara lain karena atom fluorin penyusun Teflon berukuran kecil sehingga sangat lemah membentuk gaya London dengan bahan lain.
4. GAYA ANTARMOLEKUL DAN KELARUTAN
Secara umum, molekul polar larut baik dalam pelarut polar melalui gaya ion-dipol atau
dipol-dipol. molekul nonpolar larut baik dalam pelarut nonpolar melalui gaya dipol
terinduksi-dipol terinduksi. molekul nonpolar sukar larut dalam pelarut nonpolar dan terjadi melalui
gaya dipol-dipol terinduksi.
Kaidah ‘like dissolves like’
4. GAYA ANTARMOLEKUL DAN KELARUTAN
5. SURFAKTAN: SABUN DAN DETERGEN
Debu dan kotoran yang melekat di pakaian sebagian besar nonpolar sukar dibilas dengan air.
Pelarut nonpolar seperti turpentin (pengencer cat) dan trikloroetana (bahan ‘pembersih kering’) dapat digunakan untuk membersihkan.
Alternatif yang lebih mudah, kotoran dibersihkan dengan menambahkan sabun atau detergen ke dalam air.
Kedua zat ini tergolong bahan-aktif permukaan (surface active agent, surfaktan).
natrium dodesil sulfat
natrium dodesil benzenasulfonat
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO
O Na+
polar,hidrofilik
nonpolar, lipofilik
SABUN:
DETERGEN:
Di dalam air, surfaktan membentuk agregat yang disebut misel:
(2) Ujung hidrofilik membentuk “permukaan negatif” misel sehingga misel
saling bertolakan dan mencegah kotoran bergabung kembali.
(1) Rantai lipofilik mengarah ke pusat misel, mengemulsi kotoran.
Surfaktan juga bekerja dengan menurunkan tegangan permukaan air.
Tegangan permukaan: elastisitas pada permukaan cairan yang disebabkan oleh ketidakseimbangan gaya antarmolekul.
Molekul-molekul surfaktan menjajarkan diri di permukaan air dengan ekor nonpolar menjauhi polaritas air. Akibat penataan ini, tegangan permukaan air tergganggu, ketersebaran dan daya bersih air meningkat.
Bahan pelunak-air seperti Na2CO3 akan mengendapkan ion sadah menjadi
garam karbonatnya.
Dalam air sadah (hard water), sabun terendapkan sebagai kompleks dgn ion Ca2+, Mg2+, dan Fe2+ dalam air sadah, sementara detergen tidak.
Air sadah juga dapat dilunakkan dengan mengalirkannya melalui resin
penukar-ion yang akan menukar ion sadah dengan ion Na+ dalam resin.
6. KEUNIKAN MOLEKUL AIR
Molekul air membentuk struktur kristalin terbuka dalam es.
Karena itu, air memuai ketika membeku
Permukaan es tetap basah dan licin bahkan pada suhu << titik bekunya.
Air paling rapat pada 4 oC.
- Struktur kristalin terbuka pada es tidak runtuh seketika saat es meleleh.
- Antara 0 dan 4 oC, penyusutan karena runtuhnya kristal es > pemuaian akibat meningkatnya pergerakan molekul air.
- Di atas 4 oC, pemuaian melampaui penyusutan karena sebagian besar kristal es telah runtuh.
Rapatan maksimum3,98 0C
6. KEUNIKAN MOLEKUL AIR
Anomali air ini menyebabkan- Es mengapung di permukaan air
6. KEUNIKAN MOLEKUL AIR
- Organisme air tetap hidup di musim dingin, karena akan terjadi pembalikan
massa air (upwelling), dan pembekuan air berlangsung dari permukaan ke dasar, bukan sebaliknya.
Perlu banyak energi untuk mengubah suhu air cair.
BahanKalor jenis
(J/goC)Amonia, NH3 4,70Air cair, H2O 4,184Etilena glikol, C2H6O2 (antibeku)
2,42
Es, H2O 2,01Uap air, H2O 2,0Aluminium, Al 0,90Besi, Fe 0,451Perak, Ag 0,24Emas, Au 0,13
- Karena kalor jenis air yang tinggi, arus laut dapat menyebarkan kalor dari daerah khatulistiwa ke daerah kutub.