Monday, March 6, 2017

√ Aturan Henry – Rumus, Nilai Konstanta – Kelarutan Gas Dalam Air

Hukum Henry



Dalam kimia, Hukum Henry ialah mempelajari topik tersebut di awal kurun ke-19. Dalam publikasinya mengenai kuantitas gas yang diserap oleh air, ia menggambarkan hasil eksperimennya:



…”Air membutuhkan, gas terkondensasi, dengan satu, dua, atau lebih perhiasan atmosfer, suatu kuantitas dimana, biasanya dikompresi, akan sebanding dengan dua kali, tiga kali lipat, volume yang diserap di bawah tekanan umum atmosfer.”


Dengan kata lain, jumlah gas yang terlarut sebanding dengan tekanan parsial dalam fase gas. Faktor kesebandingannya disebut sebagai konstanta aturan Henry.


Contoh di mana aturan Henry berperan ialah pada pelarutan oksigen dan nitrogen yang tergantung pada kedalaman di dalam darah penyelam bawah bahari yang berubah selama dekompresi.


Contoh sehari-hari aturan Henry


Contoh sehari-hari ini diberikan oleh pengalaman seseorang dengan minuman ringan berkarbonasi, yang berisi karbon dioksida terlarut. Sebelum dibuka, gas di atas minuman dalam wadah adalah karbon dioksida yang hampir murni, pada tekanan yang lebih tinggi dari tekanan atmosfer. Setelah botol dibuka, gas ini meloloskan diri, memindahkan tekanan parsial karbon dioksida di atas cairan menjadi jauh lebih rendah, menghasilkan penghilangan gas lantaran karbon dioksida terlarut keluar dari larutan.


Jenis mendasar dan varian konstanta aturan Henry


Ada banyak sekali cara untuk mendefinisikan konstanta kesebandingan aturan Henry, yang sanggup dibagi menjadi dua jenis dasar: Salah satu kemungkinannya ialah untuk menempatkan fase air menjadi pembilang dan fase gas menjadi penyebut (“aq/gas”).


Hal ini mengakibatkan konstanta kelarutan aturan Henry {\displaystyle H}. Nilainya meningkat dengan peningkatan kelarutan. Atau, pembilang dan penyebut sanggup diganti (“gas/aq”), yang menghasilkan konstanta volatilitas aturan Henry . Nilai  menurun dengan meningkatnya kelarutan.


Ada beberapa varian dari kedua jenis mendasar tersebut. Hal ini dihasilkan dari banyaknya jumlah yang sanggup dipilih untuk menggambarkan komposisi dua fase.


Pilihan khas untuk fase air ialah konsentrasi molar (), molalitas (), dan rasio pencampuran molar (). Untuk fase gas, konsentrasi molar () dan tekanan parsial () sering digunakan.


Hal ini tidak memungkinkan untuk memakai rasio pencampuran dari fase gas () lantaran pada rasio pencampuran fase gas tertentu, konsentrasi fase basah tergantung pada tekanan total dan dengan demikian rasio  bukanlah suatu konstanta.


Untuk memilih varian yang sempurna dari konstanta aturan Henry, dua superskrip digunakan. Mereka mengacu pada pembilang dan penyebut dari definisi tersebut. Sebagai contoh, mengacu pada kelarutan Henry yang didefinisikan sebagai .


Rumus Hukum Henry


Hukum ini tetapkan relasi antara tekanan parsial  dari gas murni dan fraksi molnya  dalam pelarut :





Hukum ini mengukur kelarutan gas dalam pelarut cair dengan mana gas berada dalam kontak. ialah konstanta volatilitas, khusus untuk gas yang diberikan. Konstanta Henry, dinyatakan sebagai  :





di mana :



  •  merupakan konsentrasi maksimum (disebut “kejenuhan”) dari senyawa i

  •  merupakan tekanan parsial dari gas

  •  merupakan “konstanta” yang tergantung pada sifat dari gas dari suhu dan cair.


Terdapat relasi .


Contohnya:



  • Untuk air laut,  adalah 20% lebih rendah dari nilai pada air tawar, lantaran kompetisi antara gas terlarut dan garam terlarut ;

  • Untuk tekanan atmosfer normal pada air tawar untuk oksigen  = 10mg/L pada 12 °C, sebesar 14 mg/L pada 0 °C ;

  • Karbon dioksida dalam larutan dengan minuman ringan atau bir lolos dalam bentuk gas ketika wadah dibuka, lantaran bersifat jenuh.


Hukum Henry tetapkan relasi antara tekanan parsial gas murni dalam kesetimbangan dengan larutan yang juga berisi materi murni dalam keadaan cair dalam proporsi yang signifikan. Hukum Raoult, tidak ada pelarut yang lebih mendominasi. Dua komponen murni dari gabungan yang dalam proporsi yang sama besarnya


Nilai Konstanta Hukum Henry


Sebuah kompilasi besar konstanta aturan Henry telah dipublikasikan oleh Sander (2015). Beberapa nilai yang dipilih ditampilkan dalam tabel berikut:












































































Konstanta Hukum Henry (gas dalam air pada suhu 298.15 K)
persamaan:
satuan:(tak berdimensi)
O27701.3×10−34.3×1043.2×10−2
H213007.8×10−47.1×1041.9×10−2
CO2293.4×10−21.6×1038.3×10−1
N216006.1×10−49.1×1041.5×10−2
He27003.7×10−41.5×1059.1×10−3
Ne22004.5×10−41.2×1051.1×10−2
Ar7101.4×10−34.0×1043.4×10−2
CO11009.5×10−45.8×1042.3×10−2

Penerapan lain


Dalam geokimia


Dalam geokimia, sebuah versi aturan Henry berlaku pada kelarutan dari gas mulia dalam kontak dengan silikat meleleh. Satu persamaan yang dipakai adalah





di mana



C adalah jumlah konsentrasi gas terlarut dalam fase meleleh dan gas,

β = 1/kBT, keebalikan dari parameter suhu (kB adalah konstanta Boltzmann),

µE adalah potensial kimia berlebih dari gas terlarut dalam dua fase.


Perbandingan dalam Hukum Raoult


Hukum Henry ialah aturan terbatas yang hanya berlaku untuk larutan yang “cukup encer”. Kisaran konsentrasi yang berlaku menjadi sempit bila semakin banyak sistem yang menyimpang dari sikap ideal. Secara kasar, yaitu semakin zat terlarut secara kimiawi “berbeda” lebih dari pelarut.


Untuk larutan encer, konsentrasi zat terlarut kurang lebih sebanding dengan fraksi molnya x, dan aturan Henry sanggup ditulis sebagai





Hal ini sanggup dibandingkan dengan Hukum Raoult:





di mana p* ialah tekanan uap komponen murni.


Pada pandangan pertama, aturan Raoult sepertinya menjadi kasus khusus dari aturan Henry, di mana KH = p*. Hal ini berlaku untuk pasangan zat yang terkait erat, seperti benzena dan toluena, yang mematuhi aturan Raoult di seluruh kisaran komposisi: gabungan menyerupai itu disebut “campuran ideal”.


Kasus umum ialah bahwa kedua aturan ialah aturan batasan, dan mereka menerapkan di ujung berseberangan di rentang komposisi. Tekanan uap komponen yang berlebih, menyerupai pelarut bagi larutan encer, sebanding dengan fraksi mol-nya, dan konstanta kesebandingannya ialah tekanan uap materi murni (hukum Raoult). Tekanan uap zat terlarut juga sebanding dengan fraksi mol zat terlarut, tetapi konstanta kesebandingannya berbeda dan harus ditentukan secara eksperimental (hukum Henry). Dalam istilah matematika:



Hukum Raoult:

Hukum Henry:


Hukum Raoult juga sanggup bekerjasama dengan zat terlarut non-gas.


Kelarutan Gas dalam Air


Pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai tranfer gas dalam air, dimana transfer gas ini penting sebagai indikator proses oksidasi reduksi dalam perairan. Sebagai pola gas oksigen dalam perairan penting sebagai penerima elektron pada proses metabolisme makhluk hidup dalam air. (baca juga :


Kelarutan CO2 dalam tubuh air


Transfer gas didefinisikan sebagai perpindahan gas dari fase gas ke fase cair atau sebaiknya. Transfer gas melibatkan terjadinya kontak antara udara atau gas lain dengan air yang mengakibatkan berpindahnya suatu senyawa dari fase gas ke fase cair atau menguapnya suatu senyawa dari fase cair (dalam bentuk terlarut) menjadi fase gas (lepas ke udara). Perpindahan massa zat dari fase gas ke fase cair atau sebaliknya (absorpsi – desorpsi), terjadi bila ada kontak antar permukaan cairan dengan gas atau udara. Mekanisme ini terjadi secara difusi. Gaya penggagas perpindahan massa dari udara ke dalam air atau sebaliknya dikendalikan oleh perbedaan konsentrasi zat dalam larutan dan kelarutan gas pada kondisi tertentu.


Kelarutan gas, tidak menyerupai kelarutan zat padat dalam air, menurun seiring dengan


kenaikan suhu. Pada tekanan parsial hingga 1 atm, konsentrasi keseimbangan gas dalam larutan pada suatu suhu tertentu sebanding dengan tekanan parsial gas dalam air, sesuai dengan aturan Henry:


C s = H . P


dimana:


C s = konsentrasi jenuh atau keseimbangan gas dalam larutan, mg/l


P = Tekanan parsial phase gas dalam air, atm


H = koefisien kelarutan Henry.


Jika kita perhatikan dengan secama persamaan tersebut sanggup kita ketahui bahwa persamaan tersebut merupakan bektuk khusus dari persamaan kesetimbangan gas. Dimana kesetimbangan gas dipengaruhi oleh tekanan parsial gas. Sedangkan tekanan parsial gas diperngaruhi oleh faktor konsentrasi zat serta suhu yang sanggup diformulasikan melalui aturan boyle-charles yaitu:


PV = βT


Dimana :


Β = koefisien massa dari gas


P = tekanan gas


V = volume gas


T = tekanan absolute gas


Β dalam persamaan tersebut secara umum menyatakan fumgsi jumlah mol gas yang ada, sehingga persamaan gas ideal sanggup ditulis kembali menjadi :


PV = nRT


Dimana n merupakan jumlah mol zat dan R merupakan konstanta untuk semua jenis gas.


Hukum Henry merupakan aturan yang penting berkaitan dengan kelarutan gas dalam air.


Hukum Henry juga berkaitan dengan aturan tekanan gas parsial yang dikemukakan oleh Dalton yang berbunyi “ pada gabungan gas, menyerupai udara, setian jenis gas yang ada mempunyai tekana yang tidak bergantung terhadap yang lainnya. Tekanan parsial setiap jenis gas sebanding dengan jumlah (persen volume) gas dalam campuran...”. Sebagai contoh, konstanta Henry (Kh) untuk oksigen dalam air dengan temperatur 200C ialah 0,73 atm-m3/mol. Sedangkan udara mengandung 21% oksigen, tekanan parsial gas menurut aturan Dalton ialah 0,21 atm jikalau tekanan total udara ialah 1 atm. Sehingga, konsentrasi oksigen dalam air pada 200C dan tekanan 1 atm ialah 0,21/0,73 = 0,288 mol/m3 atau 0,288(32000)/1000 = 9,2 mg/L.


Dalam teknik lingkungan, banyak permasalahan yang bekerjasama dengan transfer gas dalam air melibatkan penambahan oksigen dalam proses aerasi untuk menjaga supaya proses pengolahan berlangsung secara aerobic.


Removal beberapa gas dari larutan atau air juga dilakukan dengan proses aerasi memakai aerator atau peralatan lainnya. Biasanya proses yang berkaitan dengan transfer gas pada kondisi yang mendekati tekanan atmosfer dari udara yang melewati larutan dan terlepas keudara, tetesan air hujan, adanya turbulensi pada permukaan yang kontak dengan udara. Meskipun aturan Henry merupakan aturan kesetimbangan gas, ia tidak menjelaskan secara pribadi kinetika dari transfer gas, ia menjelaskan sejauh mana sistem kesetimbangan cair-gas, yang merupakan faktor dari laju transfer gas.


Dalam teknik lingkungan khususnya dalam pengolahan air, gas-gas yang sering ditemui ialah oksigen, metana, karbondioksida, dan hidrogen sulfida. Dua gas terakhir mengalami reaksi dalam air.


Kelarutan CO2 :


CO2 + H2O–>H2CO3


H2CO–>H+ + HC3


HCO3–>H+ + CO32-


Kelarutan CO2 dalam air akan mengakibatkan alkalinitas dalam air sehingga apabila air tesebut melarutkan ion-ion divalen akan mengakibatkan timbulnya kesadahan sementara. Dalam kondisi normal konsentrasi H2CO3 dalam air tidak lebih dari 1% dari konsentrasi CO2 .


Kelarutan CO2 dalam tubuh air



Karbon dioksida (CO2) bearada di perairan sebagai buffer (sistem karbon dioksida-bikarbonat,CO2-HCO3), dan terdapat hampir di seluruh perairan alam. Gas-gas karbon dioksida sanggup masuk ke air melalui absorbsi dari atmosfer ketika hujan. Selain itu, gas CO2 dapat dihasilkan di air melalui proses oksidasi zat organik secara biologis, menyerupai terjadi pada air tercemar. Air tanah atau air permukaan yang dalam, seringkali mengandung gas CO2 yang tinggi. Konsentrasi yang tinggi ini merupakan hasil dari acara kuman pendegradasi zat organik.

Pada kondisi ini COmerupakan produk akhir, baik pada proses aerobik maupun anaerobik, sehingga konsentrasinya tidak bergantung pada jumlah oksigen yang terlarut.





Keberadaan CO2 terlarut di air akan mengakibatkan asiditas (keasaman air) atau alkalinitas (buffer basa), tergantung konsentrasi dan bentuk keberadaan gas tersebut sehabis terhidrolisis dalam air. Asiditas ialah kondisi air dengan pH pada rentang keasaman CO2-bikarbonat atau lantaran keasaman mineral asam lain. Air dinyatakan mempunyai asiditas jikalau pH-nya di bawah 8,4. Pada kisaran pH 4-8,4 keasaman air disebabkan sistem asam CO2, sedangkan pada pH < 4 keasaman disebabkan mineral oleh mineral asam lain yang terlarut (misal HCl, H2SO4, HNO3) sepeti pada tabel di bawah ini :
























pH < 4


pH 4-8,4


pH< 8,4


Mineral asam terlarut, HCl, H2SO4, HNO3, dll


CO2 + H2O –> HCO3 + H+


mineral basa terlarut, OH, CO32-


HCO3 + H+ –> H2CO3



Alkalinitas ialah kemampuan air untuk menetralkan asam yang masuk ke tubuh air, disebut juga buffer atau penyangga.


Alkalinitas disebabkan oleh garam yang berasal dari asam lemah dalam air, basa lemah atau basa berpengaruh yang ada. Bikarbonat (HCO3), amonia, dan hidroksida merupakan bentuk yang paling banyak berperan sebagai alkali dalam air. Beberapa garam dari asam lemah menyerupai borat, silikat, dan fosfat, biasanya ada dalam jumlah yang kecil. Pada air yang tercemar, dan anaerob, terdapat garam-garam penyebab alkalinitas menyerupai asetat, propionat, dan sulfida.


Beberapa reaksi yang disetimasikan dalam agresi alkalinitas menahan keasaman ialah sebagai berikut :


HCO3 + H+ <–> CO2 + H2O

CO22- + H+ <–> HCO3

OH + H+ <–> H2O



Kelarutan H2S :


H2S–>H++ HS


HS–> H+ + S2-


Berdasarkan reaksi kesetimbangan diatas, kelarutan dari H2S tergantung pada derajat pH larutan, jikalau pH air rendah (kondisi asam ) maka kesetimbangan akan bergeser ke arah pembentukan H2S sehingga kelarutannya akan menurun.


Ammonia (NH3) dan klorin (Cl2) mempunyai kelarutan gas tinggi dan gampang bereaksi dengan air. Hubungan kelarutan – tekanan gas ini bias bila dipakai aturan Henry.


Siapakah William Henry?






 ialah mempelajari topik tersebut di awal kurun ke √ Hukum Henry – Rumus, Nilai Konstanta – Kelarutan Gas dalam Air




William Henry ialah seorang dokter Inggris dan juga hebat kimia yang populer dengan aturan Henry.




William Henry (lahir, 12 Desember 1775 di Manchester – meninggal, 2 September 1836 di Pendlebury, Lancashire, Inggris) ialah seorang dokter Inggris dan hebat kimia yang pada tahun 1803 mengusulkan aturan yang Ia temukan, yang kini disebut aturan Henry.


Hukum Henry


Hukum Henry, menyatakan bahwa jumlah dari gas diserap oleh cairan ialah sebanding dengan tekanan gas di atas cairan, asalkan tidak ada agresi kimiawi terjadi.


Sejarah William Henry


William menempuh pendidikan awalnya dari Rev Ralph Harrison yang mengajarkan bahasa Latin dan Yunani.


Pada tahun 1807, Henry mengambil dokternya gelar kedokteran di Manchester.


Setelah itu pada ketika meninggalkan perguruan ini Ia mengambil magang dengan Dr Percival seorang dokter dan sarjana.


Dr. Percival menderita penglihatan yang jelek dan sakit kepala kekerasan.


William Henry akan membacakan ke Percival dan kemudian mengambil dikte atau dibacakan.


Dengan cara ini Ia menjadi bersahabat dengan korespondensi Percival dengan banyak ilmu pengetahuan dan sastra yang Ia ketahui.


Percival dipandu William Henry dalam membaca filsafat.


Ketika Henry mulai sakit, dan pada jadinya memaksanya untuk pensiun dari praktik medis, Ia kemudain berpaling ke kimia.


Ia mendapatkan penghargaan Copley Medal pada tahun 1808 dan tahun berikutnya menjadi sesama dari Royal Society.



Contoh Soal dan Jawaban Hukum Henri


1. Apakah tekanan mempengaruhi kelarutan?


Cairan dan padatan secara mudah menunjukkan tidak ada perubahan kelarutan dengan perubahan tekanan. Gas menyerupai yang diharapkan, meningkatkan kelarutan dengan peningkatan tekanan.


Hukum Henry menyatakan bahwa: Kelarutan gas dalam cairan berbanding lurus dengan tekanan gas di atas permukaan larutan.


Kelarutan gas tertentu dalam air ialah 0,745 g / L pada tekanan standar. Apa kelarutannya ketika tekanan di atas larutan dinaikkan menjadi 4,50 atm? Suhu konstan pada 20 °C.


Langkah 1: Sebutkan jumlah yang diketahui dan jelaskan masalahnya.


Yang diketahui



  • S1=0.745g/L

  • P1=1.00atm

  • P2=4.50atm


Yang tidak diketahui



  • S2=?g/L


Ganti dengan aturan Henry dan pecahkan untuk S2.


Langkah 2: Selesaikan.



S2=(S1×P2) / P1


=(0.745 g/L×4.50 atm) / 1.00 atm


=3.35 g/L



2. Berapa konstanta Henry untuk neon yang dilarutkan dalam air yang diberikan: CNe = 23,5 mL / L larutan dan STP (22,414 mL / gas mol) dan tekanan (1 atm)?


Jawaban:


Sekarang kita sanggup mengatur ulang persamaan kita dari atas untuk menuntaskan konstanta:


C = kPNe


Untuk memakai C kita harus mengubah larutan 23,5 mL / L menjadi Molaritas. Karena Ne ialah gas, kita sanggup memakai volume molar standar kita. Dengan demikian:


(23,5 mL / L soln) / (1 mol Ne / 22,414 mL) = 0,00105 M.


Sekarang kita telah menuntaskan solubilitas Ne dalam solusinya.


C = 0,00105M dan kami tahu tekanan pada STP ialah 1 atm, jadi kami kini sanggup memakai persamaan yang disusun ulang:


k = C / PNe


Di mana C = 0,00105M, PNe = 1 atm, sehingga memberi kita k = 0,00105 M / atm






 ialah mempelajari topik tersebut di awal kurun ke √ Hukum Henry – Rumus, Nilai Konstanta – Kelarutan Gas dalam Air

Apakah Anda mempunyai sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan atau jasa Anda kini juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com


 ialah mempelajari topik tersebut di awal kurun ke √ Hukum Henry – Rumus, Nilai Konstanta – Kelarutan Gas dalam Air

3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter




Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai


Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar jikalau Anda mengunduh aplikasi kita!


Siapa bilang mau pandai harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan informasi yang menciptakan Anda menjadi lebih smart!



Sumber bacaan: ElmhurstCk12.orgScience Direct



                       


Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”

Quiz |Matematika|IPA | Geografi & Sejarah|Info Unik|Lainnya









Sumber aciknadzirah.blogspot.com


EmoticonEmoticon

:)
:(
hihi
:-)
:D
=D
:-d
;(
;-(
@-)
:o
:>)
(o)
:p
:-?
(p)
:-s
8-)
:-t
:-b
b-(
(y)
x-)
(h)