Tuesday, March 14, 2017

√ Aturan Raoult – Adonan Ideal / Larutan Ideal, Tekanan Uap, Pola Soal Dan Jawaban

Hukum Raoult


Hukum Raoult yakni aturan yang dicetuskan untuk mempelajari sifat-sifat tekanan uap larutan yang mengandung zat pelarut yang bersifat nonvolatil, serta membahas mengenai acara air.


Hukum Raoult yakni aturan yang dicetuskan untuk mempelajari sifat √ Hukum Raoult – Campuran Ideal / Larutan Ideal, Tekanan Uap, Contoh Soal dan Jawaban




Francois M. Raoult, penggerak Hukum Raoult



Hukum Raoult ihwal Campuran Ideal


Bunyi dari aturan Raoult adalah: “tekanan uap larutan ideal dipengaruhi oleh tekanan uap pelarut dan fraksi mol zat terlarut yang terkandung dalam larutan tersebut”.


Rumus adonan ideal


Secara matematis, untuk satu komponen dalam larutan ideal ditulis sebagai:



,


dengan  adalah tekanan uap parsial komponen pada adonan gas,  adalah tekanan uap komponen murni , dan  adalah fraksi mol komponen  dalam campuran.


Ketika komponen dalam adonan telah mencapai kesetimbangan, total tekanan uap pada adonan sanggup ditentukan dengan menggabungkan aturan Raoult dengan hukum Dalton menjadi



.


Hukum Raoult sangat penting untuk mempelajari sifat karakteristik fisik dari larutan menyerupai menghitung jumlah molekul dan memprediksi massa molar suatu zat (Mr).


Untuk larutan yang mengikuti aturan Raoult, interaksi antara molekul individual kedua komponen sama dengan interaksi antara molekul dalam tiap komponen.


Larutan semacam ini disebut larutan ideal. Tekanan total campuran gas adalah jumlah tekanan parsial masing-masing komponen sesuai dengan aturan Raoult.


Hukum Raoult dalam Campuran Ideal


Campuran ideal yakni sebuah adonan yang menaati aturan Raoult. Sebenarnya tidak ada adonan yang bisa dibilang ideal.


Tapi beberapa adonan larutan kondisinya benar-benar mendekati keadaan yang ideal. Berikut ini yakni contohnya:



Dalam adonan dua larutan yang sanggup menguap, aturan Raoult juga sanggup digunakan.


Campuran Ideal


Dalam sebuah larutan, beberapa molekul yang berenergi besar sanggup memakai energinya untuk mengalahkan daya tarik intermolekuler permukaan cairan dan melepaskan diri untuk kemudian menjadi uap.


Semakin kecil daya intermolekuler, semakin banyak molekul yang sanggup melepaskan diri pada suhu tertentu. Pada suhu tertentu, sebagian dari molekul-molekul yang ada akan mempunyai energi yang cukup untuk melepaskan diri dari permukaan larutan.


Pada sebuah campuran ideal dari kedua larutan tersebut, kecenderungan dari dua macam molekul di dalamnya untuk melepaskan diri tidak berubah. Jadi, apabila proporsi dari tiap jenis molekul yang melepaskan diri tetap sama maka hanya ada separuh dari tiap jenis molekul yang sanggup melepaskan diri dari adonan larutan pada suatu waktu tertentu. Apabila komposisi tersebut berubah, kecenderungan molekul untuk melepaskan diri juga akan berubah.


Oleh sebab itu, adonan yang disebut larutan ideal biasanya yakni adonan dua jenis zat yang mempunyai besar molekul yang hampir sama dan mempunyai daya tarik van der Waals yang sama. Namun besar molekul keduanya tidak persis sama sehingga walaupun adonan ini mendekati adonan ideal, tetap saja bukan merupakan adonan ideal.


Campuran ideal dari dua larutan akan mempunyai energi entalpi sebesar nol. Jadi, apabila suhu adonan naik atau turun pada ketika keduanya dicampur berarti adonan tersebut bukan adonan ideal.


Penyimpangan Hukum Raoult


Tidak semua adonan bersifat ideal. Campuran–campuran nonideal ini mengalami penyimpangan/deviasi dari aturan Raoult.


Terdapat dua macam penyimpangan aturan Raoult, yaitu:


a. Penyimpangan positif


Penyimpangan positif aturan Raoult terjadi apabila interaksi dalam masing–masing zat lebih besar lengan berkuasa daripada interaksi dalam adonan zat ( A – A, B – B > A – B).


Penyimpangan ini menghasilkan entalpi campuran (ΔHmix) positif (endotermik) dan menjadikan terjadinya penambahan volume campuran (ΔVmix > 0).


Contoh penyimpangan positif terjadi pada adonan etanol dan n–hekasana.


b. Penyimpangan negatif


Penyimpangan negatif aturan Raoult terjadi apabila interaksi dalam adonan zat lebih besar lengan berkuasa daripada interaksi dalam masing–masing zat ( A – B > A – A, B – B). Penyimpangan ini menghasilkan entalpi adonan (ΔHmix) negatif (eksotermik) dan menjadikan terjadinya pengurangan volume adonan (ΔVmix < 0). Contoh penyimpangan negatif terjadi pada campuran aseton dan air.


Hukum Raoult ihwal Aktivitas Air


Aktivitas air yakni ukuran derajat keterikatan air. Berdasarkan keterikatannya, air dibedakan menjadi air bebas, air terikat fisik, dan air terikat kimia.


Bunyi aturan Raoult ihwal acara air adalah: “Aktivitas air berbanding lurus dengan jumlah molekul di dalam pelarut dan berbanding terbalik dengan molekul di dalam larutan


Rumus acara air


Secara matematis dapat ditulis sebagai:



Dimana:



  • Aw –> Aktivitas air

  • n1 –> jumlah molekul yang dilarutkan

  • n2 –> jumlah molekul pelarut


Aktivitas air minimal bagi beberapa organisme, sebagai berikut:



Penjelasan Tentang Larutan ideal atau Campuran Ideal


Dalam kimia, suatu larutan ideal atau campuran ideal adalah suatu larutan dengan sifat termodinamika yang serupa dengan campuran gas ideal.


Entalpi pencampuran dari larutan ini yakni nol, seperti halnya perubahan volume pada pencampuran berdasarkan definisi; semakin mendekati nol entalpi pencampurannya, semakin “ideal” sikap larutan tersebut. Tekanan uap larutan mematuhi hukum Raoult, dan koefisien aktivitas masing-masing komponen (yang mengukur penyimpangan dari idealitasnya) sama dengan satu.


Konsep larutan ideal sangat penting dalam termodinamika kimia dan aplikasinya, menyerupai penggunaan sifat koligatif.



Tinjauan


Idealnya suatu larutan serupa dengan idealnya gas, dengan perbedaan penting bahwa interaksi intermolekuler pada cairan bagitu besar lengan berkuasa dan tidak bisa diabaikan begitu saja layaknya gas ideal. Sebagai gantinya diasumsikan bahwa kekuatan rata-rata dari interaksi sama antara semua molekul larutan.


Secara lebih formal, untuk adonan molekul A dan B, interaksi antara atom tetangga yang tidak sejenis (UAB) dan yang sejenis UAA serta UBB harus mempunyai rerata kekuatan yang sama, yaitu, 2 UAB = UAA + UBB dan interaksi jarak jauh harus nol (atau setidaknya tidak sanggup dibedakan). Jika kekuatan molekulnya sama antara AA, AB dan BB, yaitu, UAB = UAA = UBB, maka larutannya secara otomatis ideal.


Jika molekulnya hampir identik secara kimiawi, misalnya, 1-butanol dan 2-butanol, maka larutannya akan hampir ideal. Karena energi interaksi antara A dan B hampir sama, maka terjadi perubahan energi (entalpi) yang sangat kecil bila zatnya bercampur. Semakin berbeda sifat A dan B, semakin besar lengan berkuasa larutannya diperlukan menyimpang dari keidealannya.


Definisi



Hukum Raoult yakni aturan yang dicetuskan untuk mempelajari sifat √ Hukum Raoult – Campuran Ideal / Larutan Ideal, Tekanan Uap, Contoh Soal dan Jawaban




Contoh sederhana dari adonan non-ideal antara dua cairan A dan B. Dalam teladan ini, daya tarik antara molekul A dan B menyerupai dengan antara B dan B, namun interaksi AA (panah merah) sangat tidak disukai (repulsif) berdasarkan perbandingan. Pada konsentrasi A yang lebih tinggi, interaksi A-A menjadi lebih sering terjadi, sehingga koefisien acara A (energi bebas per molekul A) meningkat.





Definisi yang berbeda dari larutan ideal telah diusulkan. Definisi yang paling sederhana yakni bahwa larutan ideal yakni larutan yang setiap komponennya (i) mematuhi hukum Raoult  untuk seluruh komponen.


Disini  adalah tekanan uap komponen i di atas larutan,  adalah fraksi molnya dan yakni tekanan uap dari zat murni i pada suhu yang sama.


Definisi ini bergantung pada tekanan uap yang merupakan properti terukur secara langsung, setidaknya untuk komponen yang gampang menguap. Sifat termodinamika kemudian sanggup diperoleh dari potensial kimia μ (atau energi bebas Gibbs parsial molar g) dari setiap komponen, yang diasumsikan diberikan oleh rumus gas ideal



.


Tekanan referensi sanggup ditulis sebagai  = 1 bar, atau sebagai tekanan adonan untuk memudahkan operasi.


Dalam mensubstitusi nilai  dari Hukum Raoult,



.


Persamaan ini untuk potensial kimia sanggup dipakai sebagai definisi alternatif untuk larutan ideal.


Namun, uap di atas larutan mungkin tidak benar-benar berperilaku sebagai adonan gas ideal. Oleh sebab itu beberapa penulis mendefinisikan larutan ideal sebagai salah satu komponen yang mematuhi analogitas aturan Raoult ,


Disini  adalah fugasitas komponen {\displaystyle i} dalam larutan dan  adalah fugasitas {\displaystyle i} sebagai zat murni.


Karena fugasitas didefinisikan dalam persamaan





definisi ini mengarah pada nilai ideal dari potensial kimia dan sifat termodinamika lainnya bahkan ketika komponen di atas larutan bukanlah gas ideal. Pernyataan yang setara menggunakan aktivitas termodinamika, dan bukan fugasitas.


Contoh



Hukum Raoult yakni aturan yang dicetuskan untuk mempelajari sifat √ Hukum Raoult – Campuran Ideal / Larutan Ideal, Tekanan Uap, Contoh Soal dan Jawaban




Diagram kesetimbangan uap-cair dari campuran azeotropik etanol/air.





Menurut Teori Gibbs campuran gas yang tepat yakni larutan ideal; hal ini termasuk dalam definisi gas sempurna: memang, dalam gas yang sempurna, interaksi antara molekul semuanya identik, sebab nilainya nol. Campuran gas kasatmata yang berperilaku rendah sebab gas tepat merupakan larutan ideal, misalnya udara.


Campuran larutan kasatmata dari molekul dengan struktur dan ukuran yang serupa mempunyai sikap yang mendekati larutan ideal:



Sebaliknya, kalau pencampuran 1 liter air dengan 1 liter etanol memberi volume total sekitar 1,92 liter[9]. Volume idealnya {\displaystyle V^{id}} menjadi 2 liter, karenanya terdapat kontraksi pada campuran: molekul air dan etanol menarik lebih besar lengan berkuasa daripada molekul cairan murninya. Oleh sebab itu, adonan etanol-air bukanlah larutan ideal, ia merupakan larutan azeotropik yang aturan Raoult tidak bisa menggambarkannya.[10]


Non-idealitas


Penyimpangan dari idealitas sanggup digambarkan dengan penggunaan fungsi Margules atau koefisien aktivitas. Parameter Margules tunggal mungkin cukup untuk menggambarkan sifat larutan kalau penyimpangan dari idealitas sedikit; larutan menyerupai itu disebut biasa.


Berbeda dengan larutan ideal, di mana volume benar-benar aditif dan pencampuran selalu lengkap, volume larutan non-ideal tidak, secara umum, jumlah sederhana dari volume komponen cairan murni dan kelarutan tidak dijamin selama rentang komposisi keseluruhan. Dengan pengukuran kerapatan aktivitas termodinamika komponen sanggup ditentukan.


Tekanan Uap pada aturan Raoult


Hukum Raoult memperlihatkan asumsi tekanan uap adonan cairan. Ini menyatakan bahwa acara tekanan dari adonan fase-tunggal sama dengan jumlah mol tertekan fraksi dari tekanan uap komponen:





where yakni tekanan uap campuran, adalah fraksi mol komponen dalam fase cair dan yakni fraksi mol komponen masing-masing dalam fase uap.


yakni tekanan uap komponen .


Hukum Raoult hanya berlaku untuk non-elektrolit (spesies yang tidak bermuatan); ini paling sesuai untuk molekul non-polar dengan hanya gaya tarik antarmolekul yang lemah.


Padat pada aturan Raoult


Tekanan uap kesetimbangan sanggup didefinisikan sebagai tekanan yang tercapai ketika fase terkondensasi berada dalam kesetimbangan dengan uapnya sendiri. Dalam kasus padatan kesetimbangan, menyerupai kristal, ini sanggup didefinisikan sebagai tekanan ketika laju sublimasi padatan sesuai dengan laju pengendapan fase uapnya. Untuk sebagian besar padatan tekanan ini sangat rendah, tetapi beberapa pengecualian penting yakni naftalena, es kering (tekanan uap es kering yakni 5,73 MPa (831 psi, 56,5 atm) pada 20 ° C, yang menimbulkan sebagian besar wadah yang tertutup rapat pecah), dan Es. Semua materi padat mempunyai tekanan uap. Namun, sebab nilainya seringkali sangat rendah, pengukuran bisa menjadi agak sulit. Teknik khas mencakup penggunaan termogravimetri dan transpirasi gas.


Ada sejumlah metode untuk menghitung tekanan sublimasi (mis., Tekanan uap) dari padatan. Salah satu metode yakni untuk memperkirakan tekanan sublimasi dari tekanan uap cair ekstrapolasi (dari cairan super dingin), kalau panas fusi diketahui, dengan memakai bentuk khusus dari korelasi Clausius-Clapeyron ini:





yang dimana:



  • yakni tekanan sublimasi komponen padat di suhu .

  • dalah tekanan uap ekstrapolasi dari komponen cair di suhu .

  • yakni panas dari perpaduan.

  • yakni tetapan gas.

  • adalah yakni konstanta gas.

  • yakni suhu titik leleh.


Contoh Soal dan Jawaban hukum Raoult



1. Hitunglah penurunan tekanan uap yang dibentuk dari pelarutan 9,5 g tiourea (Mr = 76) ke dalam 90 g air (tekanan uap air pada 25 °C yakni 23,76 mmHg).


Jawaban:


• Hitung fraksi mol masing-masing zat

• Tentukan tekanan uap larutan memakai Hukum Raoult

• Tentukan ΔP


Jumlah mol masing-masing zat yakni :


mol tiourea = 9,5 g / 76 g mol-1 = 0,125 mol


mol air = 90 g / 18 g mol-1 = 5 mol


Fraksi mol air adalah:



Xair = 0,975

Plarutan = Xair . P°air = (0,975) (23,76 mmHg) = 23,166 mmHg


Jadi, tekanan uap air turun dengan adanya tiourea. Besarnya penurunan tekanan uap yakni :


ΔP = (23,76 – 23,166) mmHg = 0,59 mmHg


Tekanan uap larutan sanggup dipakai untuk memilih massa molekul relatif zat terlarut. Dengan menata ulang persamaan Hukum Raoult maka diperoleh fraksi mol pelarut, yaitu:


Xpelarut = Plarutan / Popelarut


Berdasarkan fraksi mol pelarut, mol zat terlarut sanggup diketahui sehingga massa molekul relatifnya sanggup ditentukan.


Xpelarut =  ; atau,

mol terlarut = mol pelarut




2. Larutan dalam air terdiri atas 100 g H2O dan 5,12 g zat A (yang massa molekulnya tidak diketahui) membeku pada -0,280°C. Dengan memakai data di Tabel 7.3, tentukan massa molar A.


Jawaban:


Massa molar A andaikan M. Dengan memakai persamaan 7.7, M sanggup ditentukan dengan


0,280 = Kf x (m/M) x (1/W) = 1,86 x (5,12/M) x (1/0,11)


∴ M = 340 g mol-1




3. Urea sebanyak 12 g dilarutkan dalam 90 g air pada 40 °C, tekanan uap larutan yakni 53,17 mmHg. Jika tekanan uap air murni pada suhu tersebut 55,3 mmHg, berapakah Mr urea?


Pembahasan:


Tahap:


(1) Hitung fraksi mol air memakai Hukum Raoult

(2) Hitung mol urea berdasarkan fraksi mol air

(3) Hitung Mr urea


Fraksi mol air :


Xair = Plarutan / Popelarut = 53,17 mmHg / 55,3mmHg = 0,96


mol air = 90 g / 18 g mol-1 = 5 mol


Jumlah mol urea:


mol urea = mol air  = 5 mol  = 0,2 mol


Mr urea = 12 g / 0,2 mol = 60 g mol-1



4. Tekanan uap cairan A dan B yakni 15 Torr dan 40 Torr pada 25°C. tentukan tekanan uap larutan ideal yang terdiri atas 1 mol A dan 5 mol of B.


Jawab


pA = pA0 xA = 15 x (1/6) = 2,5 Torr


pB = pB0 xB = 40 x (5/6) = 33,3 Torr P = pA + pB = 35,8 Torr



5. Gliserin yakni cairan tidak gampang menguap. Larutan 164 g gliserin dan 338 cm3 H2O (kerapatan 0,992 g cm3) disimpan pada 39,8°C. Pada suhu ini, tekanan uap air murni yakni 54,74 torr. Hitung tekanan uap larutan ini.


Jawaban:


Jumlah gliserin yakni 1,78 mol dan H2O yakni 18,63 mol. p = 54,74 x (18,63/(18,63+1,78)) = 54,74 x 0,913 =50,00 (Torr)


6. Tekanan uap jenuh air pada suhu 100oC yakni 760 mmHg. Berapakah tekanan uap jenuh larutan glukosa 10% pada suhu 100oC  (H = 1; C = 12; O = 16 )


Jawab :


Tekanan uap jenuh larutan sebanding dengan fraksi mol pelarut. Dalam 100 gram larutan terdapat :


Air 90%  =  90 gram = 90/18 mol = 5 mol


Glukosa 10% = 10 gram = 10/180 mol = 0.056 mol


Xair   =                5                 =  0,99


                   5    +   0,056


P   =  X air . Po


     = 0,99  . 760 mm Hg    =  752,4 mm Hg



Hukum Raoult yakni aturan yang dicetuskan untuk mempelajari sifat √ Hukum Raoult – Campuran Ideal / Larutan Ideal, Tekanan Uap, Contoh Soal dan Jawaban

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


Hukum Raoult yakni aturan yang dicetuskan untuk mempelajari sifat √ Hukum Raoult – Campuran Ideal / Larutan Ideal, Tekanan Uap, Contoh Soal dan Jawaban

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 kalau Anda mengunduh aplikasi kita!


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



Sumber bacaan: Libretexts



                       


Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”

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








Sumber aciknadzirah.blogspot.com


EmoticonEmoticon